Abordagem metalômica quantitativa de mercúrio em peixes da região amazônica

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

Fracionamento de mercúrio em amostras de tecido muscular de peixes coletados na área de influência do AHE Jirau - Bacia do rio Madeira utilizando estratégias metaloproteômicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Bioanalytical methods for the metalloproteomics study of bovine longissimus thoracis muscle tissue with different grades of meat tenderness in the Nellore breed (Bos indicus)

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

Mercury fractionation in dourada (Brachyplatystoma rousseauxii) of the Madeira River in Brazil using metalloproteomic strategies

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

A metalloproteomics study on the association of mercury with breast milk in samples from lactating women in the Amazon region of Brazil

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

Caracterização do potencial inseticida e capacidade antioxidante de Spathodea campanulata (Bignoniaceae)

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

Renal proteome in mice with different susceptibilities to fluorosis

A/J and 129P3/J mouse strains have different susceptibilities to dental fluorosis due to their genetic backgrounds. They also differ with respect to several features of fluoride (F) metabolism and metabolic handling of water. This study was done to determine whether differences in F metabolism could be explained by diversities in the profile of protein expression in kidneys. Weanling, male A/J mice (susceptible to dental fluorosis, n = 18) and 129P3/J mice (resistant, n = 18) were housed in pairs and assigned to three groups given low-F food and drinking water containing 0, 10 or 50 ppm [F] for 7 weeks. Renal proteome profiles were examined using 2D-PAGE and LC-MS/MS. Quantitative intensity analysis detected between A/J and 129P3/J strains 122, 126 and 134 spots differentially expressed in the groups receiving 0, 10 and 50 ppmF, respectively. From these, 25, 30 and 32, respectively, were successfully identified. Most of the proteins were related to metabolic and cellular processes, followed by response to stimuli, development and regulation of cellular processes. In F-treated groups, PDZK-1, a protein involved in the regulation of renal tubular reabsorption capacity was down-modulated in the kidney of 129P3/J mice. A/J and 129P3/J mice exhibited 11 and 3 exclusive proteins, respectively, regardless of F exposure. In conclusion, proteomic analysis was able to identify proteins potentially involved in metabolic handling of F and water that are differentially expressed or even not expressed in the strains evaluated. This can contribute to understanding the molecular mechanisms underlying genetic susceptibility to dental fluorosis, by indicating key-proteins that should be better addressed in future studies

Molekulare Evolution der Intermediärfilament-Proteine des Flussneunauges Lampetra fluviatilis

Über cDNA-Banken und RT-PCR wurden erstmals 15 Intermediärfilament-Proteine (IF-Proteine) des Flussneunauges Lampetra fluviatilis (Agnatha, kieferlose Wirbeltiere) kloniert und sequenziert: drei Typ I-Keratine, vier Typ II-Keratine, fünf keratinartige IF-Proteine (drei Kγ, zwei Kα), die Typ III-Proteine Vimentin und Desmin sowie ein Typ IV-Neurofilament-Protein (NF).Die IF-Proteine wurden aus verschiedenen Organen isoliert und durch zweidimensionale Polyacrylamid-Gelelektrophorese (2D-PAGE) aufgetrennt. Biochemische sowie massenspektrometrische Analysen anhand der 2D-PAGE ermöglichten in Kombination mit den Sequenzdaten die Identifizierung von Vimentin, Desmin sowie aller sequenzierten Keratine bis auf zwei der fünf Kα/Kγ-Proteine. Die meisten Keratine ließen sich darüber hinaus in die Kategorien „E“ (von „epidermal“) und „S“ (von „simple epithelial“) einteilen.Von den sequenzierten Keratinen ist das IIS-Keratin K8 wahrscheinlich ortholog zu den bekannten K8-Sequenzen höherer Vertebraten. Die Bezeichnung K18 für das einzige IS-Keratin des Neunauges in Anlehnung an das IS-Keratin K18 des Menschen basiert auf der stets beobachteten Koexpression mit K8 in einfachen Epithelien.Die Sequenz des Neunaugen-Vimentins zeigt große Übereinstimmungen mit den bekannten Desminsequenzen der Vertebraten. Die keratinartigen Proteine Kα und Kγ sind bis jetzt nur von Agnathen (Neunaugen und Schleimaale) bekannt.In molekularen Stammbäumen können K8, K18, Vimentin, Desmin und das NF_L des Neunauges gut als Außengruppe definiert werden.

Zur Evolution des Cytoskeletts beim Sibirischen Stör Acipenser baeri

Im Rahmen meiner Arbeit wurden erstmals die Intermediärfilament-Proteine (IF-Proteine) des Sibirischen Störs Acipenser baeri (Strahlenflosser, Knorpelganoid) kloniert und sequenziert. Aus einer cDNA-Bank konnten die Sequenzen von 13 IF-Proteine gewonnen werden. Von insgesamt zehn Keratinen codieren sieben für Typ I-Keratine und drei für Typ II. Zusätzlich konnten noch Desmin, Vimentin und ein Lamin identifiziert werden. Je einem Typ I- (K13) und einem Typ-II-Keratin (K2) fehlen wenige Aminosäuren in der Head-Domäne.Cytoskelett-Präparationen aus Epidermis, Mitteldarm, Magen und Kieme wurden mittels 2D-PAGE aufgetrennt. Durch Einsatz des CKBB-Test und Immunoblots wurden die verschiedenen Typ I und II-Keratine sowie Desmin und Vimentin identifiziert. Die gewebsspezifische Expression der Keratine ermöglichte zumeist ihre Einteilung in 'E' (epidermal) und 'S' ('simple epithelial').Die MALDI-MS-Analyse einer 2D-PAGE-Koelektrophorese von Seitenflosse und Mitteldarm zeigte, daß die 34 vorhandenen Proteinflecke auf nur 13 verschiedene IF-Proteine zurückgehen. Neun dieser Flecke konnten Sequenzen zugewiesen werden. Zusammen mit den verbleibenden vier Proteinflecken ergeben sich für den Stör nunmehr insgesamt 17 bekannte IF-Proteine. Von drei biochemisch identifizierten IS-Keratinen kommt eines nur im Mitteldarm vor und nur einem konnte eine Sequenz zugeordnet werden (K18). Dem einzigen Typ IIS-Keratin konnte keine Sequenz zugeordnet werden, wahrscheinlich handelt es sich um dabei um das K8-Orthologe. Jedem der fünf Typ IE-Proteine konnte eine Sequenz zugeordnet werden (K10 bis K14), ebenso wie dem einzigen identifizierten Typ IIE-Keratin (K2). Von den Typ III-Proteinen wurden Desmin und Vimentin ihren Proteinflecken zugeordnet. Die nicht zugeordnete Sequenz aba-k1 codiert möglicherweise für ein IIE-Keratin, während aba-k15 vermutlich die Sequenz für ein IE-Keratin enthält. Bei den Proteinflecken, denen eine Sequenz zugeordnet werden konnten, kann für Aba-K2 die Zugehörigkeit zum IIE-Typ angenommen werden, während es sich bei Aba-K10 wahrscheinlich um ein IE-Keratin handelt.Durch Datenbankvergleiche und molekulare Stammbäume konnte die Zugehörigkeit der identifizierten Lamin-Sequenz zum B3-Subtyp der Vertebraten gezeigt werden.Die Daten der Biochemie und indirekten Immunfluoreszenzmikroskopie zeigen, daß Keratine in Epithelien und Vimentin in mesenchymalen Geweben vorkommen. Es existieren starke Hinweise, daß im letzten Gewebetyp Keratine auch koexprimiert werden. Desmin kommt in großen Mengen im Magen und im Mitteldarm vor und stellt dort das prominenteste Protein.Mit den gewonnenen Sequenzdaten wurden molekulare Stammbäume und Sequenzidentitäten berechnet. Die daraus resultierenden Konsequenzen für die Verwandtschaftsverhältnisse der verschiedenen IF-Proteine sowie der Wirbeltiere werden diskutiert.

Quantitative differential proteomics for analysis of posttranslational modifications of proteins

In this work we developed a new and convenient method for high resolution IEF of proteins, which we termed: “daisy chain”. Usually an IEF is accomplished with IPG strips of a desired pH range. For high resolution focusing we are using strips with pH range, which covers only one or two pH units. Thereby the pro-teins, which have isoelectrical point outside of this pH range, are lost. We evalu-ated commercially available IPG strips with consecutive or overlapping pH ranges and connected them serially acidic to basic end, to construct in this way a high resolution IEF-system. For the first time, we showed that a high resolution IEF is possible in such a system and that results were by no means worse than those obtained when the same sample was analyzed on individual single IPGs. The great advantage of our system is that amount of sample used in serial IPG IEF is explicitly lower than when same sample was analyzed on individual single IPGs. This method was subsequently successfully applied to valuable clinical samples from cancer patients and to mitochondrial preparations related to a European project in gerontology. We thus developed a suite of experimental strategies, which adequately address complex biological situations, in particular on the level of protein expression.

Das Phosphoproteom von Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereichs nach Bestrahlung und Applikation des Cyclooxygenase-Inhibitors Flurbiprofen

Ziel: Die Radiotherapie hat in der Behandlung von Plattenepithelkarzinomen des Kopf- und Halsbereichs nach wie vor einen hohen Stellenwert. Der Erfolg eines Therapieregimes, das die Behandlung mit ionisierenden Strahlen einschließt, ist jedoch häufig limitiert durch die Entwicklung radioresistenter Tumorzellpopulationen, die nicht selten durch die Bestrahlung selbst induziert wird. Die Mechanismen, die zu einer solchen bestrahlungsinduzierten Radioresistenz führen sind bisher nur unvollständig verstanden und Methoden, durch die die Entwicklung von Radioresistenz verhindert werden könnte, wie beispielsweise der präventive Einsatz von Pharmazeutika, sind bislang nicht systematisch untersucht. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu überprüfen, ob der Cyclooxygenase-Inhibitor Flurbiprofen durch Bestrahlung induzierte Veränderungen der Phosphoprotein-Expression verstärken oder abschwächen kann und ob sich aus solchen Modifikationen des Bestrahlungsergebnisses ein radioprotektiver Effekt der Flurbiprofenapplikation ableiten lässt. Methoden: Es wurde ein experimenteller Ansatz gewählt, der mittels 2D PAGE und anschließender MALDI-TOF Massenspektrometrie das Phosphoproteom einer HNSCC-Zelllinie unter verschiedenen Bedingungen untersuchte. Die Zellen wurden entweder mit einer Energiedosis von 8 Gy bestrahlt, mit einer 200 μM Flurbiprofen enthaltenden Lösung inkubiert oder sie wurden mit einer Kombination aus Flurbiprofenapplikation und Bestrahlung behandelt. Vor der 2D PAGE wurden die Phosphoproteine durch IMAC angereichert. Zur Verbesserung der Gel-Analytik wurde die Software Delta 2D angewendet, die zum Ausgleich von Laufweitenunterschieden zwischen den Gelen ein Warping vorsieht. Ergebnisse und Diskussion: Bei der Analyse, der unter den verschiedenen experimentellen Bedingungen differentiell exprimierten Phosphoproteinen mittels bioinformatischer Hilfsprogramme wie z.B. WEBGestalt und STRING, wurden sieben Proteine mit Bedeutung für das Wachstum und die Entdifferenzierung von Tumoren identifiziert und einer ausführlichen Literaturrecherche unterzogen. Auf diese Weise konnten die Ergebnisse der für die vorliegende Arbeit durchgeführten Experimente in den systembiologischen Kontext eingeordnet werden. Besonders hervorzuheben ist die Herabregulierung der möglicherweise Radioresistenz vermittelnden Proteine GRP-75, 14-3-3 sigma und CRT sowie die Herabregulierung des anti-apoptotischen und tumor-begünstigenden Hsp60 durch Flurbiprofen. Die Verminderung der Expression unterstreicht das Potential dieses Pharmakons sowie der Klasse der COX-Inhibitoren als mögliche radiosensitivierende und tumorsuppressive Substanzen.

Self-reactivity in the dimeric intravenous immunoglobulin fraction

Therapeutic intravenous immunoglobulin (IVIg) preparations contain antibodies reflecting the cumulative antigen experience of the donor population. IVIg contains variable amounts of monomeric and dimeric IgG, but there is little information available on their comparative antibody specificities. We have isolated highly purified fractions of monomeric and dimeric IgG by size-exclusion chromatography. Following treatment of all fractions at pH4, analyses by immunodot and immunocytology on human cell lines showed a preferential recognition of autoantigens in the dimeric IgG fraction. Investigation of the HEp-2 cytoplasmic proteome by 2D-PAGE, Western blot, and subsequent identification of IVIg reactive spots by mass spectrometry (LC-MS/MS) showed that IVIg recognized only a restricted set of the total proteins. Similar experiments showed that more antigens were recognized by the dimeric IgG fraction, especially when the dissociated dimer fraction was used, as compared to its monomeric counterpart. These observations are consistent with idiotype-anti-idiotype masking of auto-specific Abs in the dimeric fraction of IVIg.

Up-regulation of the peroxiredoxin-6 related metabolism of reactive oxygen species in skeletal muscle of mice lacking neuronal nitric oxide synthase

Although neuronal nitric oxide synthase (nNOS) plays a substantial role in skeletal muscle physiology, nNOS-knockout mice manifest an only mild phenotypic malfunction in this tissue. To identify proteins that might be involved in adaptive responses in skeletal muscle of knockout mice lacking nNOS, 2D-PAGE with silver-staining and subsequent tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) was performed using extracts of extensor digitorum longus muscle (EDL) derived from nNOS-knockout mice in comparison to C57Bl/6 control mice. Six proteins were significantly (P < or = 0.05) more highly expressed in EDL of nNOS-knockout mice than in that of C57 control mice, all of which are involved in the metabolism of reactive oxygen species (ROS). These included prohibitin (2.0-fold increase), peroxiredoxin-3 (1.9-fold increase), Cu(2+)/Zn(2+)-dependent superoxide dismutase (SOD; 1.9-fold increase), heat shock protein beta-1 (HSP25; 1.7-fold increase) and nucleoside diphosphate kinase B (2.6-fold increase). A significantly higher expression (4.1-fold increase) and a pI shift from 6.5 to 5.9 of peroxiredoxin-6 in the EDL of nNOS-knockout mice were confirmed by quantitative immunoblotting. The concentrations of the mRNA encoding five of these proteins (the exception being prohibitin) were likewise significantly (P < or = 0.05) higher in the EDL of nNOS-knockout mice. A higher intrinsic hydrogen peroxidase activity (P < or = 0.05) was demonstrated in EDL of nNOS-knockout mice than C57 control mice, which was related to the presence of peroxiredoxin-6. The treatment of mice with the chemical NOS inhibitor L-NAME for 3 days induced a significant 3.4-fold up-regulation of peroxiredoxin-6 in the EDL of C57 control mice (P < or = 0.05), but did not alter its expression in EDL of nNOS-knockout mice. ESR spectrometry demonstrated the levels of superoxide to be 2.5-times higher (P < or = 0.05) in EDL of nNOS-knockout mice than in C57 control mice while an in vitro assay based on the emission of 2,7-dichlorofluorescein fluorescence disclosed the concentration of ROS to be similar in both strains of mice. We suggest that the up-regulation of proteins that are implicated in the metabolism of ROS, particularly of peroxiredoxin-6, within skeletal muscles of nNOS-knockout mice functionally compensates for the absence of nNOS in scavenging of superoxide.

A 2-D guinea pig lung proteome map

Guinea pigs represent an important model for a number of infectious and non-infectious pulmonary diseases. The guinea pig genome has recently been sequenced to full coverage, opening up new research avenues using genomics, transcriptomics and proteomics techniques in this species. In order to further annotate the guinea pig genome and to facilitate future pulmonary proteomics in this species we constructed a 2-D guinea pig proteome map including 486 protein identifications and post translational modifications (PTMs). The map has been up-loaded to the UCD 2D-PAGE open access database (http://proteomics-portal.ucd.ie/). Transit peptides, N-terminal acetylations and other PTMs are available via Peptideatlas (ftp://PASS00619:NM455hi@ftp.peptideatlas.org/). This dataset is associated with a research article published in the Journal of Proteomics [1].

Comparative proteomic analysis of GS-NSO murine myeloma cell lines with varying recombinant monoclonal antibody production rate

We have employed an inverse engineering strategy based on quantitative proteome analysis to identify changes in intracellular protein abundance that correlate with increased specific recombinant monoclonal antibody production (qMab) by engineered murine myeloma (NSO) cells. Four homogeneous NSO cell lines differing in qMab were isolated from a pool of primary transfectants. The proteome of each stably transfected cell line was analyzed at mid-exponential growth phase by two-dimensional gel electrophoresis (2D-PAGE) and individual protein spot volume data derived from digitized gel images were compared statistically. To identify changes in protein abundance associated with qMab clatasets were screened for proteins that exhibited either a linear correlation with cell line qMab or a conserved change in abundance specific only to the cell line with highest qMab. Several proteins with altered abundance were identified by mass spectrometry. Proteins exhibiting a significant increase in abundance with increasing qMab included molecular chaperones known to interact directly with nascent immunoglobulins during their folding and assembly (e.g., BiP, endoplasmin, protein disulfide isomerase). 2D-PAGE analysis showed that in all cell lines Mab light chain was more abundant than heavy chain, indicating that this is a likely prerequisite for efficient Mab production. In summary, these data reveal both the adaptive responses and molecular mechanisms enabling mammalian cells in culture to achieve high-level recombinant monoclonal antibody production. (C) 2004 Wiley Periodicals, Inc.