Caratterizzazione mediante HPLC-MS di modifiche post-trasduzionali di proteine istoniche

Gli istoni sono proteine basiche che possono essere classificate in varie classi: H1, H2A, H2B, H3 e H4. Queste proteine formano l’ottamero proteico attorno al quale si avvolge il DNA per formare il nucleosoma che è l’unità fondamentale della cromatina. A livello delle code N-terminali, gli istoni possono essere soggetti a numerose modifiche posttraduzionali quali acetilazioni, metilazioni, fosforilazioni, ADP-ribosilazioni e ubiquitinazioni. Queste modifiche portano alla formazione di diversi siti di riconoscimento per diversi complessi enzimatici coinvolti in importanti processi come la riparazione e la replicazione del DNA e l’assemblaggio della cromatina. La più importante e la più studiata di queste modifiche è l’acetilazione che avviene a livello dei residui amminici della catena laterale dell’amminoacido lisina. I livelli corretti di acetilazione delle proteine istoniche sono mantenuti dall’attività combinata di due enzimi: istone acetil transferasi (HAT) e istone deacetilasi (HDAC). Gli enzimi appartenenti a questa famiglia possono essere suddivisi in varie classi a seconda delle loro diverse caratteristiche, quali la localizzazione cellulare, la dimensione, l’omologia strutturale e il meccanismo d’azione. Recentemente è stato osservato che livelli aberranti di HDAC sono coinvolti nella carcinogenesi; per questo motivo numerosi gruppi di ricerca sono interessati alla progettazione e alla sintesi di composti che siano in grado di inibire questa classe enzimatica. L’inibizione delle HDAC può infatti provocare arresto della crescita cellulare, apoptosi o morte cellulare. Per questo motivo la ricerca farmaceutica in campo antitumorale è mirata alla sintesi di inibitori selettivi verso le diverse classi di HDAC per sviluppare farmaci meno tossici e per cercare di comprendere con maggiore chiarezza il ruolo biologico di questi enzimi. Il potenziale antitumorale degli inibitori delle HDAC deriva infatti dalla loro capacità di interferire con diversi processi cellulari, generalmente non più controllati nelle cellule neoplastiche. Nella maggior parte dei casi l’attività antitumorale risiede nella capacità di attivare programmi di differenziamento, di inibire la progressione del ciclo cellulare e di indurre apoptosi. Inoltre sembra essere molto importante anche la capacità di attivare la risposta immunitaria e l’inibizione dell’angiogenesi. Gli inibitori delle HDAC possono essere a loro volta classificati in base alla struttura chimica, alla loro origine (naturale o sintetica), e alla loro capacità di inibire selettivamente le HDAC appartenenti a classi diverse. Non è ancora chiaro se la selettività di queste molecole verso una specifica classe di HDAC sia importante per ottenere un effetto antitumorale, ma sicuramente inibitori selettivi possono essere molto utili per investigare e chiarire il ruolo delle HDAC nei processi cellulari che portano all’insorgenza del tumore. Nel primo capitolo di questa tesi quindi è riportata un’introduzione sull’importanza delle proteine istoniche non solo da un punto di vista strutturale ma anche funzionale per il destino cellulare. Nel secondo capitolo è riportato lo stato dell’arte dell’analisi delle proteine istoniche che comprende sia i metodi tradizionali come il microsequenziamento e l’utilizzo di anticorpi, sia metodi più innovativi (RP-LC, HILIC, HPCE) ideati per poter essere accoppiati ad analisi mediante spettrometria di massa. Questa tecnica consente infatti di ottenere importanti e precise informazioni che possono aiutare sia a identificare gli istoni come proteine che a individuare i siti coinvolti nelle modifiche post-traduzionali. Nel capitolo 3 è riportata la prima parte del lavoro sperimentale di questa tesi volto alla caratterizzazione delle proteine istoniche mediante tecniche cromatografiche accoppiate alla spettrometria di massa. Nella prima fase del lavoro è stato messo a punto un nuovo metodo cromatografico HPLC che ha consentito di ottenere una buona separazione, alla linea di base, delle otto classi istoniche (H1-1, H1-2, H2A-1, H2A-2, H2B, H3-1, H3-2 e H4). La separazione HPLC delle proteine istoniche ha permesso di poter eseguire analisi accurate di spettrometria di massa mediante accoppiamento con un analizzatore a trappola ionica tramite la sorgente electrospray (ESI). E’ stato così possibile identificare e quantificare tutte le isoforme istoniche, che differiscono per il tipo e il numero di modifiche post-traduzionali alle quali sono soggette, previa estrazione da colture cellulari di HT29 (cancro del colon). Un’analisi così dettagliata delle isoforme non può essere ottenuta con i metodi immunologici e permette di eseguire un’indagine molto accurata delle modifiche delle proteine istoniche correlandole ai diversi stadi della progressione del ciclo e alla morte cellulare. Il metodo messo a punto è stato convalidato mediante analisi comparative che prevedono la stessa separazione cromatografica ma accoppiata a uno spettrometro di massa avente sorgente ESI e analizzatore Q-TOF, dotato di maggiore sensibilità e risoluzione. Successivamente, per identificare quali sono gli specifici amminoacidi coinvolti nelle diverse modifiche post-traduzionali, l’istone H4 è stato sottoposto a digestione enzimatica e successiva analisi mediante tecniche MALDI-TOF e LC-ESI-MSMS. Queste analisi hanno permesso di identificare le specifiche lisine acetilate della coda N-terminale e la sequenza temporale di acetilazione delle lisine stesse. Nel quarto capitolo sono invece riportati gli studi di inibizione, mirati a caratterizzare le modifiche a carico delle proteine istoniche indotte da inibitori delle HDAC, dotati di diverso profilo di potenza e selettività. Dapprima Il metodo messo a punto per l’analisi delle proteine istoniche è stato applicato all’analisi di istoni estratti da cellule HT29 trattate con due noti inibitori delle HDAC, valproato e butirrato, somministrati alle cellule a dosi diverse, che corrispondono alle dosi con cui sono stati testati in vivo, per convalidare il metodo per studi di inibizione di composti incogniti. Successivamente, lo studio è proseguito con lo scopo di evidenziare effetti legati alla diversa potenza e selettività degli inibitori. Le cellule sono state trattate con due inibitori più potenti, SAHA e MS275, alla stessa concentrazione. In entrambi i casi il metodo messo a punto ha permesso di evidenziare l’aumento dei livelli di acetilazione indotto dal trattamento con gli inibitori; ha inoltre messo in luce differenti livelli di acetilazione. Ad esempio il SAHA, potente inibitore di tutte le classi di HDAC, ha prodotto un’estesa iperacetilazione di tutte le proteine istoniche, mentre MS275 selettivo per la classe I di HDAC, ha prodotto modifiche molto più blande. E’ stato quindi deciso di applicare questo metodo per studiare la dose e la tempo-dipendenza dell’effetto di quattro diversi inibitori delle HDAC (SAHA, MS275, MC1855 e MC1568) sulle modifiche post-traduzionali di istoni estratti da cellule HT29. Questi inibitori differiscono oltre che per la struttura chimica anche per il profilo di selettività nei confronti delle HDAC appartenenti alle diverse classi. Sono stati condotti quindi studi di dose-dipendenza che hanno consentito di ottenere i valori di IC50 (concentrazione capace di ridurre della metà la quantità relativa dell’istone meno acetilato) caratteristici per ogni inibitore nei confronti di tutte le classi istoniche. E’ stata inoltre calcolata la percentuale massima di inibizione per ogni inibitore. Infine sono stati eseguiti studi di tempo-dipendenza. I risultati ottenuti da questi studi hanno permesso di correlare i livelli di acetilazione delle varie classi istoniche con la selettività d’azione e la struttura chimica degli inibitori somministrati alle cellule. In particolare, SAHA e MC1855, inibitori delle HDAC di classi I e II a struttura idrossamica, hanno causato l’iperacetilazione di tutte le proteine istoniche, mentre MC1568 (inibitore selettivo per HDAC di classe II) ha prodotto l’iperacetilazione solo di H4. Inoltre la potenza e la selettività degli inibitori nel provocare un aumento dei livelli di acetilazione a livello delle distinte classi istoniche è stata correlata al destino biologico della cellula, tramite studi di vitalità cellulare. E’ stato osservato che il SAHA e MC1855, inibitori potenti e non selettivi, somministrati alla coltura HT29 a dose 50 μM producono morte cellulare, mentre MS275 alla stessa dose produce accumulo citostatico in G1/G0. MC1568, invece, non produce effetti significatici sul ciclo cellulare. Questo studio ha perciò dimostrato che l’analisi tramite HPLC-ESI-MS delle proteine istoniche permette di caratterizzare finemente la potenza e la selettività di nuovi composti inibitori delle HDAC, prevedendone l’effetto sul ciclo cellulare. In maggiore dettaglio è risultato che l’iperacetilazione di H4 non è in grado di provocare modifiche significative sul ciclo cellulare. Questo metodo, insieme alle analisi MALDI-TOF e LC-ESI-MSMS che permettono di individuare l’ordine di acetilazione delle lisine della coda N-terminale, potrà fornire importanti informazioni sugli inibitori delle HDAC e potrà essere applicato per delineare la potenza, la selettività e il meccanismo di azione di nuovi potenziali inibitori di questa classe enzimatica in colture cellulari tumorali.

Sirolimus and everolimus reduce albumin endocytosis in proximal tubule cells via an angiotensin II-dependent pathway

The proliferation signal inhibitors (PSIs) sirolimus (SRL) and everolimus (ERL) often induce proteinuria due to glomerular but also tubular dysfunction in transplant patients. The beneficial effect of angiotensin converting enzyme inhibitors (ACE-I) and angiotensin II (Ang II) type 1 receptor blockers (ARB) has been reported.

Class II treatment by extraction of maxillary first molars or Herbst appliance: dentoskeletal and soft tissue effects in comparison

AIM To compare dentoskeletal and soft tissue treatment effects of two alternative Class II division 1 treatment modalities (maxillary first permanent molar extraction versus Herbst appliance). METHODS One-hundred-fifty-four Class II division 1 patients that had either been treated with extractions of the upper first molars and a lightwire multibracket (MB) appliance (n = 79; 38 girls, 41 boys) or non-extraction by means of a Herbst-MB appliance (n = 75; 35 girls, 40 boys). The groups were matched on age and sex. The average age at the start of treatment was 12.7 years for the extraction and for 13.0 years for the Herbst group. Pretreatment (T1) and posttreatment (T2) lateral cephalograms were retrospectively analyzed using a standard cephalometric analysis and the sagittal occlusal analysis according to Pancherz. RESULTS The SNA decrease was 1.10° (p = 0.001) more pronounced in the extraction group, the SNB angle increased 1.49° more in the Herbst group (p = 0.000). In the extraction group, a decrease in SNB angle (0.49°) was observed. The soft tissue profile convexity (N-Sn-Pog) decreased in both groups, which was 0.78° more (n. s.) pronounced in the Herbst group. The nasolabial angle increased significantly more (+ 2.33°, p = 0.025) in the extraction group. The mechanism of overjet correction in the extraction group was predominantly dental (65% dental and 35% skeletal changes), while in the Herbst group it was predominantly skeletal (58% skeletal and 42% dental changes) in origin. CONCLUSION Both treatment methods were successful and led to a correction of the Class II division 1 malocclusion. Whereas for upper first molar extraction treatment more dental and maxillary effects can be expected, in case of Herbst treatment skeletal and mandibular effects prevail.

Die Geschichten der heiligen Schriften mit vielen Nutzanwendungen für die jisraelitische Jugend jedes Alters in Schule und Haus : mit 1 Zeittaf. u. 1 Charte d. heiligen Landes

von J. H. Hirsch

Der lexikalische Ertrag der Konjekturalkritik von Jesaja Kap. 1-12

Bern, Phil. Diss., 1916

Libanon : exegetisch-homiletischer Kommentar zu den Psalmen ; Erster Teil: Buch 1. und 2.

von Josef Nobel

Josua, Richter, 1. u. 2. Samuelis

Josua, Richter, erster und zweiter Samuelis

Das Spruchbuch nach Saadja : ein Auszug aus Saadja's Kitab ṭalab al-ḥikma, Cap. 1-9 : als Beitrag zur Geschichte der Bibelauslegung

Halle-Wittenberg, Univ., Diss., 1888

Die Veränderlichkeit der Namen in den Stammlisten der Bücher der Chronik : Einleitung und Kap. 1

Giessen, Univ., Diss., 1903

(Table 1) Stable isotope data of chemoherm carbonates at Hydrate Ridge on the Cascadia continental margin

Two active chemoherm build-ups growing freely up into the oceanic water column, the Pinnacle and the South East-Knoll Chemoherms, have been discovered at Hydrate Ridge on the Cascadia continental margin. These microbially-mediated carbonate formations rise above the seafloor by several tens of meters and display a pinnacle-shaped morphology with steep flanks. The recovered rocks are pure carbonates dominated by aragonite. Based on fabric and mineralogic composition different varieties of authigenic aragonite can be distinguished. Detailed visual and petrographic investigations unambiguously reveal the involvement of microbes during the formation of the carbonates. The fabric of the cryptocrystalline and fibrous aragonite can be described as thrombolitic. Fossilized microbial filaments in the microcrystalline aragonite indicate the intimate relationship between microbes and carbonates. The strongly 13C-depleted carbon isotope values of the samples (as low as -48.1 per mill PDB) are characteristic of methane as the major carbon source for the carbonate formation. The methane-rich fluids from which the carbonates are precipitated originate most probably from a gas reservoir below the bottom-simulating reflector (BSR) and rise through fault systems. The d18O values of the aragonitic chemoherm carbonates are substantially higher (as high as 5.0 per mill PDB) than the expected equilibrium value for an aragonite forming from ambient seawater (3.5 per mill PDB). As a first approximation this indicates formation from glacial ocean water but other factors are considered as well. A conceptual model is presented for the precipitation of these chemoherm carbonates based on in situ observations and the detailed petrographic investigation of the carbonates. This model explains the function of the consortium of archaea and sulfate-reducing bacteria that grows on the carbonates performing anaerobic oxidation of methane (AOM) and enabling the precipitation of the chemoherms above the seafloor surrounded by oxic seawater. Beggiatoa mats growing on the surface of the chemoherms oxidize the sulfide provided by sulfate-dependent anaerobic oxidation of methane within an oxic environment. The contact between Beggiatoa and the underlying microbial consortium represents the interface between the overlying oxic water column and an anoxic micro-environment where carbonate formation takes place.