Imagery in sport

Ch. 1. Introduction : the power of imagination -- Ch. 2. Definitions : what is imagery? -- Ch. 3. Theories : how does imagery work? -- Ch. 4. Imagery-ability and imagery-use assessment -- Ch. 5. Imagery research -- Ch. 6. Imagery perspectives -- Ch. 7. Psychophysiological research on imagery -- Ch. 8. Strategies for applying imagery -- Ch. 9. Uses for imagery -- Ch. 10. Technical aids to imagery -- Ch. 11. Injury rehabilitation and imagery -- Ch. 12. Exercise and imagery -- Ch. 13. Future directions in research and practice

Critical social work : an introduction to theories and practices

A comprehensive introduction to the most widely used approach to social work theory and practice. It offers a systematic overview of core theories and practice issues in challenging domination and oppression.

Polymorphism analysis of the hsp70 stress gene in Broiler chickens (Gallus gallus) of different breeds

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

On retarded differential equations with impulses

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

Iterated deferred correction for linear two-point boundary value problems

An analysis of iterated deferred correction based on various classes of implicit Runge-Kutta formulae is given. Out of different possibilities considered, it is shown that those based purely on Lobatto formulae have the best stability. The enhanced stability of Lobatto schemes is very important for the efficient integration of excessively stiff boundary value problems and this is demonstrated by means of some numerical results.

Phytotoxicity associated to microcystins: a review

Microcystins (MC) are the most studied toxins of cyanobacteria since they are widely distributed and account for several cases of human and animal poisoning, being potent inhibitors of the serine/threonine protein phosphatases 1 (PP1) and 2A (PP2A). The phosphatases PP1 and PP2A are also present in plants, which may also suffer adverse effects due to the inhibition of these enzymes. In aquatic plants, biomass reduction is usually observed after absorption of cyanotoxins, which can bioaccumulate in its tissues. In terrestrial plants, the effects caused by microcystins vary from inhibition to stimulation as the individuals develop from seedling to adult, and include reduction of protein phosphatases 1 and 2A, oxidative stress, decreased photosynthetic activity and even cell apoptosis, as well as bioaccumulation in plant tissues. Thus, the irrigation of crop plants by water contaminated with microcystins is not only an economic problem but becomes a public health issue because of the possibility of food contamination, and this route of exposure requires careful monitoring by the responsible authorities.

Einfluss des Aktin-Zytoskeletts und intrazellulärer Signalkaskaden auf die postsynaptische Lokalisation von Gephyrin

Neuronen haben für die Informationsübertragung untereinander spezielle Strukturen entwickelt, welche als Synapsen bezeichnet werden. Um eine schnelle und präzise synaptische Signalübertragung zu gewährleisten, ist eine hohe Konzentration von Neurotransmitter-regulierten Ionenkanälen in der postsynaptischen Plasmamembran notwendig. Die spezifische Verankerung der Rezeptoren wird durch intrazelluläre Proteine der Postsynapse vermittelt. Das periphere Membranprotein Gephyrin spielt eine essentielle Rolle in der synaptischen Lokalisation von Glyzin- und GABAA-Rezeptoren an inhibitorischen Synapsen. Um das postsynaptische Netzwerk zu stabilisieren, ist eine Interaktion von Gephyrin mit Proteinen der Mikrofilamente und der Mikrotubuli nötig. In der vorliegenden Arbeit sollte analysiert werden, wie Gephyrin mit dem Aktin-Zytoskelett interagiert, und ob die Größe und Stabilität neuronaler Gephyrincluster durch das Aktin-Zytoskelett reguliert wird. Dies wurde mittels Expression von GFP-Gephyrin-Konstrukten in HEK293T-Zellen und Aktin-depolymerisierende Alkaloidbehandlung von hippokampalen Primärkulturzellen untersucht. Der Einfluss unterschiedlicher Signalkaskaden auf die Lokalisation und Funktionalität von GABAA- oder Glyzin-Rezeptoren wurde bereits intensiv untersucht, jedoch für Rezeptor-assoziierte Proteine wie Gephyrin existierten nur wenig relevante Daten. Ein weiteres Ziel war daher, durch pharmakologische Beeinflussung von Schlüsselenzymen in hippokampalen Primärkulturen jene Signalwege zu identifizieren, die am Transport von Gephyrin, seiner Stabilisierung im postsynaptischen Netzwerk und seinem Abbau beteiligt sind. Im Verlauf der Arbeit konnte belegt werden, dass das Aktin-regulierende Phosphoprotein ena/VASP als Adapter die Interaktion von Gephyrin mit F-Aktin vermittelt, und dass diese Bindung ausreicht, um Gephyrin an das Aktin-Zytoskelett zu rekrutieren. Entgegen früheren Veröffentlichungen konnte die Bindung von ena/VASP im Bereich der sog. Linkerregion von Gephyrin nachgewiesen werden. Aktin-depolymerisierende Alkaloidbehandlungen von hippokampalen Neuronen bestätigten, das die Lokalisation von Gephyrin an sich entwickelnden inhibitorischen Kontakten von einem intakten Mikrofilamentsystem abhängig zu sein scheint. Das Aktin-Zytoskelett könnte somit eine transiente Rolle in der Ausbildung und Stabilisierung des Gephyrin-Netzwerkes in der frühen Entwicklung von inhibitorischen GABAergen Synapsen haben, während die Abhängigkeit der synaptisch-lokalisierten Gephyrincluster vom Aktin-Zytoskelett mit steigender neuronaler Differenzierung abnimmt. Zusätzlich konnte erstmals der Einfluss einzelner Signaltransduktionskaskaden auf die synaptische Lokalisation von Gephyrin nachgewiesen werden. Dabei hatte die Inhibition der Protein- Phosphatasen 1 und 2A eine Destabilisierung synaptisch-lokalisierter Gephyrincluster bei gleichzeitigem Anstieg der zytoplasmatischen Immunreaktivität zur Folge. Dies ist möglicherweise auf eine Hyperphosphorylierung wichtiger Sequenzabschnitten von Gephyrin zurückzuführen, wobei Änderungen im Phosphorylierungsstatus der Linkerregion von Gephyrin unter anderem die Assoziation mit dem Zytoskelett beeinträchtigen oder lösen könnten. Umgekehrt könnte eine Dephosphorylierung möglicherweise die Stabilität der Vernetzung erhöht. Kopräzipitationsstudien konnten zusätzlich nachweisen, dass Gephyrin, PP1 und PP2A nicht nur gemeinsam an inhibitorischen Synapsen vorliegen, sondern dass eine direkte Interaktion besteht. Dabei handelt es sich um den ersten Nachweis einer direkten Bindung von Gephyrin an Ser/Thr-Phosphatasen. Die Komplexbildung von PP1 und PP2A mit Gephyrin könnten der Regulation des Phosphorylierungsgrades dienen. Der genaue Mechanismus wird jedoch in weiteren Experimenten zu untersuchen sein.

On the cellular stress response to Staphylococcus aureus alpha-toxin

Staphylococcus aureus alpha-hemolysin was the first bacterial toxin recognized to form pores in the plasma membrane of eukaryotic cells. It is secreted as a water-soluble monomer that upon contact with target membranes forms an amphiphatic heptameric beta-barrel which perforates the bilayer. As a consequence, red cells undergo colloidosmotic lyses, while some nucleated cells may succumb to necrosis or programmed cell death. However, most cells are capable of repairing a limited number of membrane lesions, and then respond with productive transcriptional activation of NF-kB. In the present study, by using microarray and semiquantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), data from a previously performed serial analysis of gene expression (SAGE) were extended and verified, revealing that immediate early genes (IEGs) such as c-fos, c-jun and egr-1 are strongly induced at 2-8 h after transient toxin treatment. Activating protein 1 (AP-1: c-Fos, c-Jun) binding activity was increased accordingly. As IEGs are activated by growth factors, these findings led to the discovery that -toxin promotes cell cycle progression of perforated cells in an EGFR-dependent fashion. Although the amount of c-fos mRNA rose rapidly after toxin treatment, c-Fos protein expression was observed only after a lag of about 3 h. Since translation consumes much ATP, which transiently drops after transient membrane perforation, the suspicion arised that membrane-perforation caused global, but temporary downregulation of translation. In fact, eIF2α became heavily phosphorylated minutes after cells had been confronted with the toxin, resulting in shutdown of protein synthesis before cellular ATP levels reached the nadir. GCN2 emerged as a candidate eIF2α kinase, since its expression rapidly increased in toxin-treated cells. Two hours after toxin treatment, GADD34 transcripts, encoding a protein that targets the catalytic subunit of protein phosphatase 1 (PP1) to the endoplasmic reticulum, were overexpressed. This was followed by dephosphorylation of eIF2α and resumption of protein synthesis. Addition of tautomycetin, a specific inhibitor of PP1, led to marked hyperphosphorylation of eIF2α and significantly reduced the drop of ATP-levels in toxin-treated cells. A novel link between two major stress-induced signalling pathways emerged when it was found that both translational arrest and restart were under the control of stress-activated protein kinase (SAPK) p38. The data provide an explanation for the indispensible role of p38 for defence against the archetypal threat of membrane perforation by agents that produce small transmembrane-pores.

Lernassoziierte Genexpression im murinen Hippokampus

Die bei Lern- und Gedächtnisvorgängen ablaufenden neurobiologischen Prozesse sind in ihrer Funktion bis heute nur unzureichend verstanden, wobei besonders die Rolle der lernabhängigen Genexpression unklar ist. Wiederholungen im Lernprozess fördern die Bildung von stabilen Gedächtnisinhalten. Die Lerneffiktivität kann hierbei durch lernfreie Zeitintervalle, insbesondere durch eingeschobene Schalfperioden, zusätzlich gesteigert werden. Entsprechend kann man den mehrtägigen Morris Water Maze (MWM)-Test mit einer verborgenen Plattform als einen mehrstufigen räumlichen Lernprozess bezeichnen. Dieser Test ist Hippokampus-abhängig und produziert Langzeitgedächtnisspuren in Nagern. Für diese Studie wurden FVB/NxC57Bl/6-Mäuse der F1-Generation über vier Tage in der MWM trainiert, das Erlernte in einem Probe Trial an Tag 5 überprüft und die Tiere gemäß ihrer Lernleistung in die beiden Gruppen „gute“ und „schlechte Lerner“ eingeteilt. Eine Analyse der hippokampalen Expression von Kandidatengenen per Microarray und Real-Time PCR erfolgte eine, sechs beziehungsweise 24 Stunden nach dem jeweils letzten Trainingslauf eines Tages. Durch den Vergleich von Schwimmkontrollen mit Test-naiven Mäusen wurde eine gleichgeschaltete, mit dem impliziten Lernen der MWM-Erfahrung der Tiere assoziierte unspezifische Genexpression festgestellt. Beim Vergleich der Schwimmkontrollen (ohne Plattform) mit den trainierten Tieren (verborgene Plattform mit konstanter Lokalisation) wurde in guten Lernern zu bestimmten Zeitpunkten eine Hochregulation von Genen, die mit Lernen und Gedächtnis (PP1, Kibra), neuronaler Aktivität (mt-CO1), Epigenetik (Dnmt3a, Dnmt3b) und neurodegenerativen Erkrankungen (Mapt, Sorl1) assoziiert sind, gefunden. Im Hippokampus der schlechten Lerner wurde eine im Vergleich zu den guten Lernern gesteigerte Synthese der mRNA von Genen festgestellt, die mit Lernen und Gedächtnis (Reelin, PP1, Kibra), Epigenetik (Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b) und neurodegenerativen Erkrankungen (Mapt, Sorl1, APP) in Zusammenhang stehen. Diese Studie liefert somit den bisher ersten Hinweis, dass während eines mehrtägigen MWM-Lernprozesses eine abnormal erhöhte de novo-mRNA-Synthese mit verminderter Lernleistung in Zusammenhang steht.

Charakterisierung der biologischen Funktion der Plasmodium falciparum Calcium-abhängigen Proteinkinase 1

Im Rahmen dieser Arbeit wurden biologische Funktionen einer Proteinkinase des Erregers der Malaria tropica, genauer der „Plasmodium falciparum calcium dependent protein kinase 1“ (PfCDPK1), in parasitären Blutstadien untersucht.rnUm Einblicke in die Funktion der Kinase, die sie in den extrazellulären Kompartimenten des Parasiten übernimmt, zu gewinnen, wurden sechs Proteine untersucht, die dasselbe Translokationsignal wie PfCDPK1 besitzen. Es konnte gezeigt werden, dass fünf der untersuchten Proteine mit der PfCDPK1 im Bereich der parasitophoren Vakuole sowie des tubovesikulären Systems co-lokalisiert sind. Deletionsmutanten, denen das Translokationssignal fehlte, sowie ein Peptid, das lediglich aus diesem bestand, bestätigten, dass die Translokation in die extrazellulären Kompartimente von keinen weiteren Faktoren, außer dem Signalmotiv abhängt. Mit PfCAP und PfRKIP konnten zwei Regulatoren der PfCDPK1 identifiziert werden. PfARM, Pfrab_5b sowie PfGAP45 sind Substrate der PfCDPK1. Mit Hilfe von massenspektrometrischen Messungen wurde der Phosphorylierungsstatus der untersuchten Proteine durch die PfCDPK1 sowie der Autophosphorylierungsstatus der Kinase bestimmt, um Rückschlüsse auf regulatorische Prozesse ziehen zu können.rnDie Phosphorylierung von PfGAP45 durch die PfCDPK1 steht vermutlich mit dem Invasionsprozess des Parasiten in direktem Zusammenhang, da gezeigt wurde, dass eine Hemmung der Kinase mit PP1 einen 90%igen Rückgang an neu infizierten Erythrozyten zur Folge hatte.rnrn

An overlapping kinase and phosphatase docking site regulates activity of the retinoblastoma protein

The phosphorylation state and corresponding activity of the retinoblastoma tumor suppressor protein (Rb) are modulated by a balance of kinase and phosphatase activities. Here we characterize the association of Rb with the catalytic subunit of protein phosphatase 1 (PP1c). A crystal structure identifies an enzyme docking site in the Rb C-terminal domain that is required for efficient PP1c activity toward Rb. The phosphatase docking site overlaps with the known docking site for cyclin-dependent kinase (Cdk), and PP1 competition with Cdk-cyclins for Rb binding is sufficient to retain Rb activity and block cell-cycle advancement. These results provide the first detailed molecular insights into Rb activation and establish a novel mechanism for Rb regulation in which kinase and phosphatase compete for substrate docking.

Phosphoregulation of K(+)-Cl(-) cotransporter 4 during changes in intracellular Cl(-) and cell volume

It has long been stated that the K(+)-Cl(-) cotransporters (KCCs) are activated during cell swelling through dephosphorylation of their cytoplasmic domains by a protein phosphatase (PP) but that other enzymes are involved by targeting this PP or the KCCs directly. To date, however, the role of signaling intermediates in KCC regulation has been deduced from indirect evidence rather than in vitro phosphorylation studies, and examined after simulation of ion transport through cell swelling or N-ethylmaleimide treatment. In this study, the oocyte expression system was used to examine the effects of changes in cell volume (C(VOL)) and intracellular [Cl(-)] ([Cl(-)](i)) on the activity and phosphorylation levels (P(LEV)) of KCC4, and determine whether these effects are mediated by PP1 or phorbol myristate acetate (PMA)-sensitive effectors. We found that (1) low [Cl(-)](i) or low C(VOL) leads to decreased activity but increased P(LEV), (2) high C(VOL) leads to increased activity but no decrease in P(LEV) and (3) calyculin A (Cal A) or PMA treatment leads to decreased activity but no increase in P(LEV). Thus, we have shown for the first time that one of the KCCs can be regulated through direct phosphorylation, that changes in [Cl(-)](i) or C(VOL) modify the activity of signaling enzymes at carrier sites, and that the effectors directly involved do not include a Cal A-sensitive PP in contrast to the widely held view. J. Cell. Physiol. 219: 787-796, 2009. (c) 2009 Wiley-Liss, Inc.

Scaffolding of adenylyl cyclase by A Kinase Anchoring Proteins

Adenylyl cyclase (AC) converts ATP into cAMP, which activates protein kinase A (PKA). Activation of PKA leads to the phosphorylation of specific substrates. The mechanism of specificity of PKA phosphorylation baffled researchers for many years. The discovery of A Kinase Anchoring Proteins (AKAPs) has helped to unravel this mystery. AKAPs function to target PKA to specific regions within the cell. They also anchor other enzymes, receptors, or channels leading to tightly regulated signaling modules. Several studies have suggested an important role for activated PKA in these complexes, including the AKAPs yotiao and muscle AKAP (mAKAP). Yotiao, a plasma membrane AKAP, anchors PP1, NMDA receptors, IP3 receptors, and heart potassium channel subunit KCNQI. PKA phosphorylation of NMDA receptors as well as KCNQI leads to increased channel activity. Patients with mutations in KCNQI or yotiao that cause loss of targeting of KCNQI develop long QT syndrome, which can be fatal. mAKAP anchors several CAMP/PKA-regulated pathways to the nuclear envelope in cardiac myocytes. The necessity of activated PKA in these complexes led to the hypothesis that AC is also anchored. The results indicate that AC does associate with yotiao in brain and heart, specifically with AC types I-III, and IX. Co-expression of AC II or III with yotiao leads to inhibition of each isoform's activity. Binding assays revealed that yotiao binds to the N-terminus of AC II and that this region can reverse the inhibition of AC II, but not AC III, indicating unique binding sites on yotiao. AC II binds directly to as 808-957 of yotiao. Y808-957 acts as a dominant negative as the addition of it to rat brain membranes results in a ∼40% increase in AC activity. Additionally, AC was also found to associate with mAKAP in heart, specifically with AC types II and V. The binding site of AC was mapped to 275-340 of mAKAP, while mAKAP binds to the soluble domains of AC V as a complex. These results indicate that interactions between AC and AKAPs are specific and that AC plays an important role in AKAP-targeted signaling. ^

Identification and functional characterization of novel phosphotyrosine and phosphoserine residues in the interleukin-2 receptor complex

Interleukin-2 (IL-2) is a major T cell growth factor and plays an essential role in the development of normal immune responses. The Janus kinases (Jaks) and Signal transducers and activators of transcription (Stats) are critical for transducing signals from the IL-2 receptors (IL2Rs) to the nucleus to control cell growth and differentiation. In recent years there has been increasing evidence to indicate that the IL-2 activated Jak3/Stat5 pathway provides a new molecular target for immune suppression. Thus, understanding the regulation of this effector cascade has important therapeutic potential.^ One objective of this work was to identify and define the role and molecular mechanism of novel phosphorylation sites in Jak3. Using functional proteomics, three novel Jak3 phosphorylation sites, Y904, Y939 and S574 were identified. Phosphospecific antibodies confirmed that phosphorylation of Y904 and Y939 were mediated by IL-2 and other IL-2 family cytokines in distinct cell types. Biochemical analysis demonstrated that phosphorylation of both Y904 and Y939 positively regulated Jak3 enzymatic activity, while phosphorylation of S574 did not affect Jak3 in vitro kinase activity. However, a gain-of-function mutation of S574 in Jak3 abrogated IL-2 mediated Stat5 activation, suggesting that phosphorylation of this residue might serve a negative role to attenuate IL-2 signaling. Furthermore, mechanistic analysis suggested that phosphorylation of Y904 in Jak3 affects the KmATP of Jak3, while phosphorylation of Y939 in Jak3 was required to bind one of its substrates, Stat5.^ The second objective was to determine the role of serine/threonine phosphatases in the regulation of the IL2R complex. Activation of Jak3 and Stat5 by IL-2 is a transient event mediated by phosphorylation. Using a specific PP1/PP2A inhibitor, we observed that inhibition of PP1/PP2A negatively regulated the IL-2 activated Jak3/Stat5 signaling pathway in a human NK cell line (YT) and primary human T cells. More importantly, coimmunoprecipitation assays indicated that inhibition of PP1/PP2A blocked the formation of an active IL2R complex. Pretreatment of cells with the inhibitor also reduced the electrophoretic mobility of the IL2Rβ and IL2Rγ subunits in YT cells, suggesting that inhibition of PP1/PP2A directly or indirectly regulates undefined serine/threonine kinases which phosphorylate these proteins. Based on these observations, a model has emerged that serine/threonine phosphorylation of the IL2Rβ and IL2Rγ subunits causes a conformational change of these proteins, which disrupts IL2R dimerization and association of Jak3 and Stat5 to these receptors.^