Untersuchungen über ADAMTS13 in Gerinnungsfaktorpräparaten

Zusammenfassung rnIn der vorliegenden Arbeit wurden sechs VWF/FVIII Gerinnungsfaktorkonzentrate unterschiedlicher Chargen auf ihre ADAMTS13 Aktivität, Antigen und VWF Multimere untersucht. Grund dafür ist die Annahme, dass bei der Aufkonzentrierung des VWFs möglicherweise auch erhöhte Mengen an ADAMTS13 vorhanden sind. Wäre dies nachweisbar, könnten die entsprechenden Konzentrate auch Anwendung bei TTP Patienten finden. Neben den Gerinnungsfaktorkonzentraten wurden ebenfalls die zur Plasmapherese verwendeten Therapeutika FFP und s/d Plasma analysiert. Es soll getestet werden, ob Unterschiede hinsichtlich der Qualität zwischen den Präparaten bestehen und inwiefern die Blutgruppen eine Auswirkung auf die ADAMTS13 Aktivität/Antigen haben. Überdies wurde die Bedeutung von ADAMTS13 als wichtiges diagnostisches Merkmal im Rahmen der Gegenüberstellung von Patienten mit thrombotischen Mikroangiopathien erörtert. Alle angewandten Methoden wurden zudem kritisch miteinander verglichen und auf ihre Eignung für die klinische Diagnostik getestet. Zur Untersuchung der ADAMTS13 Aktivität kamen drei unterschiedliche Methoden zur Anwendung, die BCS-Methode nach Böhm und zwei FRET Kits (Technozym®ADAMTS13/ActifluorTMADAMTS13). Für die Bestimmung des ADAMTS13 Antigen wurde das Technozym®ADAMTS13 Kit verwendete als auch der Imubind®ELISA angewendet. Mittels der SDS-Gelelektrophorese konnten die VWF Multimere dargestellt werden. Die Untersuchungen konnten zeigen, dass nur in Haemate®P, deutlich höhere ADAMTS13 Aktivitäten (12,3% bzw. 470ng/ml) sowie ein physiologische Antigenwerte vorlagen. Die anderen Faktorkonzentrate wiesen entweder nur sehr geringe bzw. keine Aktivitäten auf. Das Antigen lag bei allen Konzentraten im nachweisbaren Bereich. Folglich ist ein Einsatz von Haemate®P bei der Therapie der TTP, insbesondere bei hereditären Formen sowie bei Kindern, die durch eine Plasmapherese stark belastet werden, und bei Schwangeren, könnten, in Erwägung zu ziehen und innerhalb der Klinik zu testen. Die Plasmapräparate FFP und Octaplas® wiesen in allen Untersuchungen ADAMTS13 Aktivitäten und Antigen im mittleren bis hohen physiologischen Bereich auf. Insbesondere bei Blutgruppe 0 ließ sich beiden Präparaten eine höhere ADAMTS13 Aktivität und Antigen gegenüber den drei anderen Blutgruppen darstellen. Insgesamt waren die interindividuellen Schwankungen bei FFP deutlich höher als bei Octaplas®, was sich in der unterschiedlichen Herstellung der Präparate begründen lässt. Octaplas® ist also genauso geeignet zur Plasmapherese bei der TTP wie FFP, kann jedoch aufgrund seiner intensiveren Virusinaktivierung eine größere Sicherheit aufweisen und stellt sich auch in der Klinik als nebenwirkungsärmer dar. Bei der Gegenüberstellung der thrombotischen Mikroangiopathien konnte gezeigt werden, dass eine verminderte ADAMTS13 Aktivität ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist und auch während der Remission schon diagnostizierbar werden kann. Auf der Grundlage der labordiagnostischen Werte und dem klinischen Erscheinungsbild im akuten Schub und in der Remission konnte ein diagnostischer Algorithmus für den klinischen Alltag erstellt werden. In der Methodenvalidierung erwies sich der ActifluorTMADAMTS13 Kit als der beste Kit, da er innerhalb kürzester Zeit zuverlässige Werte in Standardeinheiten liefert. Nach neuesten Erkenntnissen, bei der eine Unterscheidung von ADAMTS13 Aktivitäten über und unter 5 % von großer prognostischer Bedeutung sind, ist die BCS-Methode nach Böhm mit einer unteren Nachweisgrenze von 6,2% zu ungenau und auch hinsichtlich ihres Zeitaufwandes eher ungünstig.rn

Untersuchungen zur Photophysik einzelner konjugierter Polymerketten bei tiefen Temperaturen

Die spektroskopische Untersuchung einzelner konjugierter Polymermoleküle, welche multichromophore Systeme darstellen, bei 1,2K eröffnete den Zugang zu den unterschiedlichen Chromophoren. In Fluoreszenzemissions- wie -anregungsspektren des Poly(2-methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-rnp-phenylenvinylen) (MEH-PPV) konnten Nullphononenlinien (rein elektronische (0-0)-Übergänge) emittierender Chromophore beobachtet werden, deren Breiten durch das experimentelle Auflösungsvermögen limitiert waren. Dadurch konnte eine obere Grenze für die homogene Linienbreite festgelegt werden. Infolge starker linearer Elektron-Phonon-Kopplung und spektraler Diffusion war die Beobachtung von Nullphononenlinien jedoch auf eine Minderheit der Chromophorernbeschränkt. In geeigneten Probesystemen konnten in Anregungsspektren auch Nullphononenlinien solcher Chromophore identifiziert werden, die als Donoren im intramolekularen Energietransfer fungieren. Aufgrund der dadurch verkürzten Fluoreszenzlebensdauer und der damit verbundenen Linienverbreiterung erlaubte ihre Untersuchung die Ermittlung von Energietransferraten. Eine bei Proben höherer Molmasse auftretenden niederenergetische Subpopulation an Emittern wurde auf Grundlage ihres Fluoreszenzemissions-, -anregungs- und -abklingverhaltens und unter Berücksichtigung theoretischer Arbeiten auf längere chromophore Einheiten zurückgeführt, die sich infolge von Packungseffekten in geordneten Regionen der Polymerkette ausbilden. Die schwächere lineare Elektron-Phonon-Kopplung des leiterartig verknüpften Polypentaphenylen (LPPentP) äußerte sich in einer erhöhten Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Nullphononenlinien. Die genaue Bestimmung von Energietransferraten litt allerdings unter einem weiteren signifikanten Beitrag zur Linienbreite neben der Lebensdauer des angeregten Zustandes (möglicherweisernspektrale Diffusion oder schnelle Dephasierungsprozesse).

Molecular interaction of the human metalloprotease meprin beta with the amyloid precursor protein, ADAM10, and ADAM17 based on proteomics

Die Zinkendopeptidasen Meprin α und β sind Schlüsselkomponenten in patho(physiologischen) Prozessen wie Entzündung, Kollagenassemblierung und Angiogenese. Nach ihrer Entdeckung in murinen Bürstensaummembranen und humanen Darmepithelien, wurden weitere Expressionsorte identifiziert, z.B. Leukozyten, Krebszellen und die humane Haut. Tiermodelle, Zellkulturen und biochemische Analysen weisen auf Funktionen der Meprine in der Epithelialdifferenzierung, Zellmigration, Matrixmodellierung, Angiogenese, Bindegewebsausbildung und immunologische Prozesse hin. Dennoch sind ihre physiologischen Substrate weitgehend noch unbekannt. Massenspektrometrisch basierte Proteomics-Analysen enthüllten eine einzigartige Spaltspezifität für saure Aminosäurereste in der P1´ Position und identifizierten neue biologische Substratkandidaten. Unter den 269 extrazellulären Proteinen, die in einem Substratscreen identifiziert wurden, stellten sich das amyloid precursor protein (APP) and ADAM10 (a disintegrin and metalloprotease 10) als sehr vielversprechende Kandidaten heraus. Mehrere Schnittstellen innerhalb des APP Proteins, hervorgerufen durch verschiedenen Proteasen, haben unterschiedlichen Auswirkungen zur Folge. Die β-Sekretase BACE (β-site APP cleaving enzyme) prozessiert APP an einer Schnittstelle, welche als initialer Schritt in der Entwicklung der Alzheimer Erkrankung gilt. Toxische Aβ (Amyloid β)-Peptide werden in den extrazellulären Raum freigesetzt und aggregieren dort zu senilen Plaques. Membran verankertes Meprin β hat eine β-Sekretase Aktivität, die in einem Zellkultur-basierten System bestätigt werden konnte. Die proteolytische Effizienz von Meprin β wurde in FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer)-Analysen bestimmt und war um den Faktor 104 höher als die von BACE1. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Meprin β die ersten zwei Aminosäuren prozessiert und somit aminoterminal einen Glutamatrest freisetzt, welcher nachfolgend durch die Glutaminylzyklase in ein Pyroglutamat zykliert werden kann. Trunkierte Aβ-Peptide werden nur in Alzheimer Patienten generiert. Aufgrund einer erhöhten Hydrophobie weisen diese Peptide eine höhere Tendenz zur Aggregation auf und somit eine erhöhte Toxizität. Bis heute wurde keine Protease identifiziert, welche diese Schnittstelle prozessiert. Die Bildung der Meprin vermittelten N-terminalen APP Fragmenten wurde in vitro und in vivo detektiert. Diese N-APP Peptide hatten keine cytotoxischen Auswirkungen auf murine und humane Gehirnzellen, obwohl zuvor N-APP als Ligand für den death receptor (DR) 6 identifiziert wurde, der für axonale Degenerationsprozesse verantwortlich ist. rnIm nicht-amyloidogenen Weg prozessiert ADAM10 APP und entlässt die Ektodomäne von der Zellmembran. Wir konnten das ADAM10 Propeptid als Substrat von Meprin β identifizieren und in FRET Analysen, in vitro und in vivo zeigen, dass die Meprin vermittelte Prozessierung zu einer erhöhten ADAM10 Aktivität führt. Darüber hinaus wurde ADAM10 als Sheddase für Meprin β identifiziert. Shedding konnte durch Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) oder durch das Ionophor A23187 hervorgerufen werden, sowie durch ADAM10 Inhibitoren blockiert werden. rnDiese Arbeit konnte somit ein komplexes proteolytisches Netwerk innerhalb der Neurophysiologie aufdecken, welches für die Entwicklung der Alzheimer Demenz wichtig sein kann.rn

Einzelmolekülspektroskopische und quantenchemische Untersuchungen zum elektronischen Energietransfer

In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zum Mechanismus, der Dynamik und der Kontrolle des elektronischen Energietransfers in multichromophoren Modellsystemen durchgeführt. Als Untersuchungsmethoden wurden hauptsächlich die konfokale Einzelmolekülspektroskopie und die Quantenchemie eingesetzt. Der Aufbau des Einzelmolekülmikroskops wurde bezüglich der Anregungs- und Detektionskomponenten variiert, um die unterschiedlichen Experimente durchzuführen. Die quantenchemischen Rechnungen wurden auf Dichtefunktional- und Coupled-Cluster-Niveau durchgeführt. Die aus den Rechnungen erhaltenen zusätzlichen Informationen über experimentell zum Teil schwer zugängliche Eigenschaften der Farbstoffe unterstützten die Interpretation der experimentellen Befunde. rnIn früheren Untersuchungen der AG Basché wurden die Energietransfer-Raten von Donor-Akzeptor-Systemen gemessen, die erhebliche Abweichungen von nach der Förster-Theorie berechneten Raten zeigten. Daher war ein Ziel der vorliegenden Arbeit, diese Abweichungen zu erklären. Zu diesem Zweck wurde die Geometrie der Diaden experimentell untersucht, sowie die elektronische Kopplung zwischen den Chromophoren quantenchemisch berechnet. Die relative Orientierung der Chromophore in den Diaden wurde in einem Einzelmolekül-Experiment mit rotierender Anregungspolarisation abgefragt. Die erhaltenen Winkelverteilungen konnten schließlich eindeutig auf die Flexibilität der die Chromophore verbrückenden Oligophenyl-Einheiten zurückgeführt werden. Die Unterschiede der gemessenen Energietransfer-Raten zu den nach der Förster-Theorie ermittelten Werten konnten jedoch nicht über die molekulare Flexibilität der Systeme erklärt werden. Aufklärung über die Diskrepanzen zur Förster-Theorie ergaben die quantenchemischen Rechnungen. In Rahmen dieser Arbeit wurde zum ersten Mal die Coupled-Cluster-Theorie zur Berechnung der elektronischen Kopplung eingesetzt. Die Betrachtung der isolierten Chromophore reichte aber nicht aus, um die gemessenen Abweichungen von der Förster-Theorie zu erklären. Erst über die Berücksichtigung der molekularen Brücke konnten die gefunden Abweichungen erklärt werden. Die deutliche Verstärkung der elektronischen Kopplung ist auf die Polarisierbarkeit der Brücke zurückzuführen.rnNach diesen Betrachtungen stand die Kontrolle des Energietransfers im Fokus der weiteren Untersuchungen. In den durchgeführten Einzelmolekülexperimenten wurden die Chromophore der Donor-Akzeptor-Systeme selektiv mit zwei Laserpulsen unterschiedlicher Wellenlänge angeregt. Beim gleichzeitigen Anregen beider Chromophore wurde Singulett-Singulett-Annihilation (SSA) induziert, ein Energietransferprozess, bei dem die Anregungsenergie vom vorigen Akzeptor zum vorigen Donor übertragen wird. Da über SSA Fluoreszenzphotonen gelöscht wurden, konnte über den Abstand der Laserpulse die Fluoreszenzintensität des einzelnen Moleküls moduliert werden. Konzeptionell verwandte Einzelmolekülexperimente wurden an einem weiteren molekularen System durchgeführt, das aus einem Kern und einer Peripherie bestand. Fluoreszenzauszeiten des Gesamtsystems bei selektiver Anregung des Kerns wurden auf die Population eines Triplett-Zustandes zurückgeführt, der die Fluoreszenz der Peripherie löschte. rnAbschließend wurde der SSA-Prozess zwischen zwei gleichartigen Chromophoren untersucht. Es wurde eine Methode entwickelt, die es zum ersten Mal erlaubte, die SSA-Zeitkonstante individueller Moleküle zu bestimmen. Hierfür wurden die Daten der gemessenen Photonen-Koinzidenzhistogramme mittels eines im Rahmen dieser Arbeit hergeleiteten analytischen Zusammenhangs ausgewertet, der über Monte-Carlo-Simulationen bestätigt wurde.

Biologischer Lichtsammler (LHCII) für Halbleiternanokristalle (Quantum Dots)

Der light harvesting complex II (LHCII) ist ein pflanzliches Membranprotein, das in seiner trimeren Form über 40 Chlorophylle bindet. In der Pflanze kann er besonders effizient Licht sammeln und die Anregungsenergie anschließend fast verlustfrei über andere chlorophyll-bindende Proteine an die Reaktionszentren weiterleiten. Aufgrund dieser besonderen Eigenschaften war es ein Ziel dieser Arbeit, rekombinanten LHCII mit synthetischen Komponenten zu kombinieren, die zur Ladungstrennung befähigt sind. Zu diesem Zweck wurden unter anderem Halbleiternanokristalle (Quantum Dots, QDs) ausgewählt, die je nach Zusammensetzung sowohl als Energieakzeptoren als auch als Energiedonoren in Frage kamen. Durch Optimierung des Puffers gelang es, die Fluoreszenzquantenausbeute der QDs in wässriger Lösung zu erhöhen und zu stabilisieren, so dass die Grundvoraussetzungen für die spektroskopische Untersuchung verschiedener LHCII-QD-Hybridkomplexe erfüllt waren.rnUnter Verwendung bereits etablierter Affinitätssequenzen zur Bindung des LHCII an die QDs konnte gezeigt werden, dass die in dieser Arbeit verwendeten Typ-I QDs aus CdSe und ZnS sich kaum als Energie-Donoren für den LHCII eignen. Ein Hauptgrund lag im vergleichsweise kleinen Försterradius R0 von 4,1 nm. Im Gegensatz dazu wurde ein R0 von 6,4 nm für den LHCII als Donor und Typ-II QDs aus CdTe, CdSe und ZnS als Akzeptor errechnet, wodurch in diesem System eine höhere Effizienz des Energietransfers zu erwarten war. Fluoreszenzspektroskopische Untersuchungen von Hybridkomplexen aus LHCII und Typ-II QDs ergaben eine hohe Plausibilität für einen Fluoreszenz Resonanz Energietransfer (FRET) vom Lichtsammler auf die QDs. Weitere QD-Affinitätssequenzen für den LHCII wurden identifiziert und deren Bindekonstanten ermittelt. Versuche mit dem Elektronenakzeptor Methylviologen lieferten gute Hinweise auf eine LHCII-sensibilisierte Ladungstrennung der Typ-II QDs, auch wenn dies noch anhand alternativer Messmethoden wie z.B. durch transiente Absorptionsspektroskopie bestätigt werden muss. rnEin weiteres Ziel war die Verwendung von LHCII als Lichtsammler in dye-sensitized solar cells (DSSC). Geeignete dotierte TiO2-Platten wurden ermittelt, das Verfahren zur Belegung der Platten optimiert und daher mit wenig Aufwand eine hohe LHCII-Belegungsdichte erzielt. Erste Messungen von Aktionsspektren mit LHCII und einem zur Ladungstrennung fähigen Rylenfarbstoff zeigen eine, wenn auch geringe, LHCII sensibilisierte Ladungstrennung. rnDie Verwendung von Lanthanide-Binding-Tags (LBTs) ist ein potentielles Verfahren zur in vivo-Markierung von Proteinen mit Lanthanoiden wie Europium und Terbium. Diese Metalle besitzen eine überdurchschnittlich lange Lumineszenzlebensdauer, so dass sie leicht von anderen fluoreszierenden Molekülen unterschieden werden können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit gelang es, eine LBT in rekombinanten LHCII einzubauen und einen Lumineszenz Resonanz Energietransfer (LRET) vom Europium auf den LHCII nachzuweisen.rn

Einzelmolekülspektroskopische Untersuchung von Rylenfarbstoffen zur elektronischen Wechselwirkung in multichromophoren Systemen und zur thermischen Besetzung molekularer Schwingungszustände

Im ersten Teil der Arbeit wurde die Abstandsabhängigkeit des elektronischen Kopplungsverhaltens für eine homologe Reihe von Perylendiimid-Dimeren (PDI-(Ph)x-PDI, x=0-3) mithilfe der Einzelmolekülspektroskopie bei tiefen Temperaturen untersucht. Während für große Abstände überwiegend „schwache“ Kopplung dominierte, wurde für den kleinsten Abstand „starke“ Kopplung gefunden. Im Gegensatz dazu zeigte das p-Phenylen-verbrückte Dimer (x=1) in Abhängigkeit vom untersuchten Molekül ein für beide Grenzfälle typisches Verhalten. Hier entscheidet die Größe der Kopplungsstärke im Vergleich zum statischen Energieunterschied, welcher Kopplungsmechanismus vorliegt. Die homologe Reihe ermöglichte zusätzlich die quantitative Untersuchung der Abstandsabhängigkeit der elektronischen Kopplungsstärke im Grenzfall „schwacher“ Kopplung. Sie konnte direkt aus der zugrunde liegenden Energietransferdynamik ermittelt werden. Der Vergleich mit quantenchemisch berechneten Werten lieferte eine gute Übereinstimmung. Die Abweichung betrug lediglich 20%.rnIm zweiten Teil der Arbeit wurde die thermische Besetzung der Schwingungszustände einzelner Terrylen-Moleküle untersucht. Im elektronischen Grundzustand konnte sie mithilfe von anti-Stokes-Fluoreszenz infolge von „Hot Band“ Absorption nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde Fluoreszenz aus höheren Schwingungszuständen des elektronisch angeregten Zustandes gefunden, die auf „Hot Band“ Emission infolge von thermischer Besetzung zurückgeführt werden konnte. Durch die Kombination von Emissions- und Anregungsspektroskopie konnte die Temperaturabhängigkeit beider Prozesse im Temperaturbereich von 209-311 K untersucht werden. Sie folgt der Boltzmann-Statistik, was eine Temperaturmessung mit einzelnen Molekülen ermöglicht. rn

Factors improving the vibration transfer of the floating mass transducer at the round window

With the placement of a floating mass transducer (FMT) at the round window, a new approach of coupling an implantable hearing system to the cochlea has been introduced. The aim of the present experimental study is to examine the influence of different ways of FMT placement at the round window on the vibration energy transfer to the cochlea.

Enhanced (1)G(4) emission in NaLaF4: Pr3+, Yb3+ and charge transfer in NaLaF4: Ce3+, Yb3+ studied by fourier transform luminescence spectroscopy

A high resolution luminescence study of NaLaF4: 1%Pr3+, 5%Yb3+ and NaLaF4: 1%Ce3+, 5%Yb3+ in the UV to NIR spectral range using a InGaAs detector and a fourier transform interferometer is reported. Although the Pr3+(P-3(0) -> (1)G(4), Yb3+(F-2(7/2) -> F-2(5/2)) energy transfer step takes place, significant Pr3+ (1)G(4) emission around 993, 1330 and 1850 nm is observed. No experimental proof for the second energy transfer step in the down-conversion process between Pr3+ and Yb3+ can be given. In the case of NaLaF4: Ce3+, Yb3+ it is concluded that the observed Yb3+ emission upon Ce3+ 5d excitation is the result of a charge transfer process instead of down-conversion. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evidence for chemokine-mediated coalescence of preformed flotillin hetero-oligomers in human T-cells

We have shown previously that endogenous flotillin-1 and -2, closely related proteins implicated in scaffolding of membrane microdomains, are rapidly recruited to the uropods of chemoattractant-stimulated human neutrophils and T-cells and are involved in cell polarization. Coexpressed flotillin-1 and -2, but not singly expressed proteins, are also targeted to the uropod of T-cells and neutrophils. Biochemical studies suggest formation of flotillin homo- and hetero-oligomers in other cell types, but so far knowledge is lacking on in situ flotillin organization in leukocytes. We have now analyzed flotillin organization in human T-cells using fluorescence resonance energy transfer (FRET). Coexpressed C-terminally tagged flotillin-1-mCherry and flotillin-2-enhanced green fluorescent protein (EGFP) show significant FRET when analyzed in intact human T-cells in the absence and presence of chemokine. In contrast, little FRET was observed between coexpressed flotillin-1-mCherry and flotillin-1-EGFP before or after chemokine addition, indicating predominant formation of heterodimers and/or -oligomers. Interestingly coexpression of untagged flotillin-2 strongly enhanced FRET between differently tagged flotillin-1 molecules in resting and chemokine-stimulated cells, indicating that close contacts of flotillin-1 molecules only occur in flotillin-2-containing hetero-oligomers. Comparable results were obtained for tagged flotillin-2. We further show that disruption of the actin network, depletion of intracellular calcium, and inhibition of phospholipase C all result in suppression of chemokine-induced polarization and flotillin cap formation, but do not abolish FRET between tagged flotillin-1 and -2. Our results support predominant formation of flotillin-1 and -2 hetero-oligomers in resting and chemokine-stimulated human T-cells which may importantly contribute to structuring of the uropod.

CYP2E1 genotype and isoniazid-induced hepatotoxicity in patients treated for latent tuberculosis

OBJECTIVE: To determine whether pharmacogenetic tests such as N-acetyltransferase 2 (NAT2) and cytochrome P450 2E1 (CYP2E1) genotyping are useful in identifying patients prone to antituberculosis drug-induced hepatotoxicity in a cosmopolite population. METHODS: In a prospective study we genotyped 89 patients treated with isoniazid (INH) for latent tuberculosis. INH-induced hepatitis (INH-H) or elevated liver enzymes including hepatitis (INH-ELE) was diagnosed based on the clinical diagnostic scale (CDS) designed for routine clinical practice. NAT2 genotypes were assessed by fluorescence resonance energy transfer probe after PCR analysis, and CYP2E1 genotypes were determined by PCR with restriction fragment length polymorphism analysis. RESULTS: Twenty-six patients (29%) had INH-ELE, while eight (9%) presented with INH-H leading to INH treatment interruption. We report no significant influence of NAT2 polymorphism, but we did find a significant association between the CYP2E1 *1A/*1A genotype and INH-ELE (OR: 3.4; 95% CI:1.1-12; p = 0.02) and a non significant trend for INH-H (OR: 5.9; 95% CI: 0.69-270; p = 0.13) compared with other CYP2E1 genotypes. This test for predicting INH-ELE had a positive predictive value (PPV) of 39% (95% CI: 26-54%) and a negative predictive value (NPV) of 84% (95% CI: 69-94%). CONCLUSION: The genotyping of CYP2E1 polymorphisms may be a useful predictive tool in the common setting of a highly heterogeneous population for predicting isoniazid-induced hepatic toxicity. Larger prospective randomized trials are needed to confirm these results.

Keratin 8 sequence variants in patients with pancreatitis and pancreatic cancer

Keratin 8 (KRT8) is one of the major intermediate filament proteins expressed in single-layered epithelia of the gastrointestinal tract. Transgenic mice over-expressing human KRT8 display pancreatic mononuclear infiltration, interstitial fibrosis and dysplasia of acinar cells resulting in exocrine pancreatic insufficiency. These experimental data are in accordance with a recent report describing an association between KRT8 variations and chronic pancreatitis. This prompted us to investigate KRT8 polymorphisms in patients with pancreatic disorders. The KRT8 Y54H and G62C polymorphisms were assessed in a cohort of patients with acute and chronic pancreatitis of various aetiologies or pancreatic cancer originating from Austria (n=16), the Czech Republic (n=90), Germany (n=1698), Great Britain (n=36), India (n=60), Italy (n=143), the Netherlands (n=128), Romania (n=3), Spain (n=133), and Switzerland (n=129). We also studied 4,234 control subjects from these countries and 1,492 control subjects originating from Benin, Cameroon, Ethiopia, Ecuador, and Turkey. Polymorphisms were analysed by melting curve analysis with fluorescence resonance energy transfer probes. The frequency of G62C did not differ between patients with acute or chronic pancreatitis, pancreatic adenocarcinoma and control individuals. The frequency of G62C varied in European populations from 0.4 to 3.8%, showing a northwest to southeast decline. The Y54H alteration was not detected in any of the 2,436 patients. Only 3/4,580 (0.07%) European, Turkish and Indian control subjects were heterozygous for Y54H in contrast to 34/951 (3.6%) control subjects of African descent. Our data suggest that the KRT8 alterations, Y54H and G62C, do not predispose patients to the development of pancreatitis or pancreatic cancer.

The cell surface receptor FGFRL1 forms constitutive dimers that promote cell adhesion

FGFRL1 is a novel member of the fibroblast growth factor (FGF) receptor family. Utilizing the FRET (fluorescence resonance energy transfer) technique, we demonstrate that FGFRL1 forms constitutive homodimers at cell surfaces. The formation of homodimers was verified by co-precipitation of differentially tagged FGFRL1 polypeptides from solution. If overexpressed in cultivated cells, FGFRL1 was found to be enriched at cell-cell contact sites. The extracellular domain of recombinant FGFRL1 promoted cell adhesion, but not cell spreading, when coated on plastic surfaces. Adhesion was mediated by heparan sulfate glycosaminoglycans located at the cell surface. It could specifically be blocked by addition of soluble heparin but not by addition of other glycosaminoglycans. When the amino acid sequence of the putative heparin-binding site was modified by in vitro mutagenesis, the resulting protein exhibited decreased affinity for heparin and reduced activity in the cell-binding assay. Moreover, a synthetic peptide corresponding to the heparin-binding site was able to neutralize the effect of heparin. With its dimeric structure and its adhesion promoting properties, FGFRL1 resembles the nectins, a family of cell adhesion molecules found at cell-cell junctions.

Constitutive interaction of the P2Y2 receptor with the hematopoietic cell-specific G protein G(alpha16) and evidence for receptor oligomers

Hematopoietic cells uniquely express G(alpha16), a G protein alpha-subunit of the G(q)-type. G(alpha16) is obligatory for P2Y2 receptor-dependent Ca2+-mobilization in human erythroleukemia cells and induces hematopoietic cell differentiation. We tested whether P2Y2 receptors physically interact with G(alpha16). Receptor and G protein were fused to cyan (CFP) and yellow (YFP) variants of the green fluorescent protein (GFP), respectively. When expressed in K562 leukemia cells, the fusion proteins were capable of triggering a Ca2+-signal upon receptor stimulation, demonstrating their functional integrity. In fluorescence resonance energy transfer (FRET) measurements using confocal microscopy, a strong FRET signal from the plasma membrane region of fixed, resting cells was detected when the receptor was co-expressed with the G protein as the FRET acceptor, as well as when the CFP-tagged receptor was co-expressed with receptor fused to YFP. We conclude that, under resting conditions, G(alpha16) and P2Y2 receptors form constitutive complexes, and that the P2Y2 receptor is present as an oligomer.

Analysis of close associations of uropod-associated proteins in human T-cells using the proximity ligation assay

We have shown previously that the raft-associated proteins flotillin-1 and -2 are rapidly recruited to the uropods of chemoattractant-stimulated human neutrophils and T-cells and are involved in cell polarization. Other proteins such as the adhesion receptor PSGL-1, the actin-membrane linker proteins ezrin/radixin/moesin (ERM) and the signaling enzyme phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinase type Iγ90 (PIPKIγ90) also accumulate in the T-cell uropod. Using the in situ proximity ligation assay (PLA) we now have investigated putative close associations of these proteins in human freshly isolated T-cells before and after chemokine addition. The PLA allows in situ subcellular localization of close proximity of endogenous proteins at single-molecule resolution in fixed cells. It allows detection also of weaker and transient complexes that would not be revealed with co-immunoprecipitation approaches. We previously provided evidence for heterodimer formation of tagged flotillin-1 and -2 in T-cells before and after chemokine addition using fluorescence resonance energy transfer (FRET). We now confirm these findings using PLA for the endogenous flotillins in fixed human T-cells. Moreover, in agreement with the literature, our PLA findings confirm a close association of endogenous PSGL-1 and ERM proteins both in resting and chemokine-activated human T-cells. In addition, we provide novel evidence using the PLA for close associations of endogenous activated ERM proteins with PIPKIγ90 and of endogenous flotillins with PSGL-1 in human T-cells, before and after chemokine addition. Our findings suggest that preformed clusters of these proteins coalesce in the uropod upon cell stimulation.

The nonsteroidal anti-inflammatory drug indomethacin induces heterogeneity in lipid membranes: potential implication for its diverse biological action.

BACKGROUND: The nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID), indomethacin (Indo), has a large number of divergent biological effects, the molecular mechanism(s) for which have yet to be fully elucidated. Interestingly, Indo is highly amphiphilic and associates strongly with lipid membranes, which influence localization, structure and function of membrane-associating proteins and actively regulate cell signaling events. Thus, it is possible that Indo regulates diverse cell functions by altering micro-environments within the membrane. Here we explored the effect of Indo on the nature of the segregated domains in a mixed model membrane composed of dipalmitoyl phosphatidyl-choline (di16:0 PC, or DPPC) and dioleoyl phosphatidyl-choline (di18:1 PC or DOPC) and cholesterol that mimics biomembranes. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Using a series of fluorescent probes in a fluorescence resonance energy transfer (FRET) study, we found that Indo induced separation between gel domains and fluid domains in the mixed model membrane, possibly by enhancing the formation of gel-phase domains. This effect originated from the ability of Indo to specifically target the ordered domains in the mixed membrane. These findings were further confirmed by measuring the ability of Indo to affect the fluidity-dependent fluorescence quenching and the level of detergent resistance of membranes. CONCLUSION/SIGNIFICANCE: Because the tested lipids are the main lipid constituents in cell membranes, the observed formation of gel phase domains induced by Indo potentially occurs in biomembranes. This marked Indo-induced change in phase behavior potentially alters membrane protein functions, which contribute to the wide variety of biological activities of Indo and other NSAIDs.