Synthese von Sialyl-Lewis-X-Mimetika durch stereoselektive ortho-C-Glycosylierung von Phenolen

Ziel der Arbeit war es, Sialyl-LewisX-Mimetika auf Basis ortho-C-glycosylierter Phenole als Inhibitoren für die Selektin-Ligand-Wechselwirkungen zu synthetisieren. Dazu wurde zunächst die Stereoselektivität der ortho-C-Mannosylierung untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass bei der Umsetzung von Phenolen mit dem benzylgeschützten Mannosyl-trichloracetimidat in Gegenwart von TMSOTf selektiv das β-C-Mannosid erhalten wurde. Gleichzeitig konnte anhand der NMR-spektroskopischen Untersuchungen nachgewiesen werden, dass die in der Literatur beschriebenen α-C-Mannoside von Phenolen tatsächlich β-konfiguriert sind. Wenn Naphthole als Glycosylakzeptoren verwendet wurden, konnten durch Modifikation des Promotors auch die für die Synthese der Mimetika benötigten α-C-Mannoside erhalten werden, wobei ZnCl2 als Promotor die besten Ergebnisse lieferte. Allerdings zeigten die synthetisierten α-C-Mannoside und α-C-Galactoside eine Inversion des Pyranoseringes und lagen in der ungewöhnlichen 1C4-Konformation vor.rnAnschließend konnte auf diese Weise das durch Docking-Studien gefundene Mimetikum (2S)-3-Cyclohexyl-2-[7-hydroxy-8-(α-D-mannosyl)naphthalin-2-yloxy]propionsäure syntheti-siert werden. Es besaß jedoch in Zelladhäsionstests keine ausreichende Aktivität bei der Inhibierung der Selektin-Ligand-Wechselwirkung. Bei den ursprünglichen Dockingstudien war allerdings von der gewohnten 4C1-Konformation ausgegangen worden. Spätere NMR-Experimente und DFT-Berechnungen zeigten, dass das Mimetikum tatsächlich in der 1C4-Konformation vorlag und es deshalb nicht aktiv war. Die synthetisierten Stereo- und Regioisomere zeigten in Zelladhäsionstests ebenfalls keine Aktivität.rnVersuche, die α-1-C-Mannosylnaphthole zu den benötigten 1-C-2-O-Diglycosyl-naphthalinen umzusetzen waren nicht erfolgreich, da die phenolische OH-Gruppe sterisch zu sehr abgeschirmt war, um unter milden Reaktionsbedingungen glycosyliert zu werden, bzw. die α-1-C-Mannosylnaphthaline unter drastischeren Reaktionsbedingungen nicht stabil waren. Daher wurde 1-(2′,3′,4′,6′-Tetra-O-benzyl-β-D-galactopyranosyl)-2-naphthol mit 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-mannopyranosyl-trichloracetimidat in Gegenwart von TMSOTf zum ersten synthetischen 1-C-2-O-Diglycosyl-phenol umgesetzt. Nach Abspaltung der Schutzgruppen sollte das erhaltene 1-Galactosyl-2-O-mannosyl-naphthalin enzymatisch zum Sialyl-LewisX-Mimetikum verlängert werden. Es wurde vom Enzym jedoch nicht als Substrat erkannt. Versuche zur chemischen Anbindung des Säurebausteins stehen noch aus.rn

Diglycosylierte Heterocyclen als potentielle Selektinliganden

In der vorliegenden Arbeit sollten diglycosylierte Heterozyklen als Grundbausteine zur Darstellung eines Mimetikums des Tetrasaccharids Sialyl LewisX verwendet werden. Dabei standen die pharmakokinetische Stabilität sowie der möglichst einfache Zugang zu den Strukturen im Vordergrund. Außerdem sollte die nachträgliche Anbindung an eine ESL-1 Partialsequenz zum Aufbau von Glycopeptiden und deren Verknüpfung zu dendrimeren Strukturen möglich sein. rnIn einem ersten Ansatz sollten C,N-diglycosylierte Isoindolone bzw. Isochinolone aufgebaut werden. Es konnte anhand mehrerer Beispiele gezeigt werden, dass die elektrophile Cyclisierung von o-Alkinylbenzamiden mit Iod nicht die wie in der Literatur beschriebenen Lactame liefert, sondern ein Angriff des Carbonylsauerstoffs zu den entsprechenden Isobenzofuran-1(3H)-iminen bzw. 1H-Isochromen-1-iminen führt. Die Lactame können jedoch durch Reaktion der o-Alkinylbenzamide mit Tetrabutylammoniumfluorid erhalten werden.rnDie zweite Route führte durch 1,3-dipolare Cycloaddition zu 1,4 disubstituierten 1,2,3-Triazolen. Hier gelang der Aufbau eines vollständig deblockierten, mit einem Azid funktionalisierten Trisaccharid Analogons, welches durch enzymatische Sialylierung zum Sialyl LewisX Mimetikum verlängert wurde. Diese Struktur konnte in einer weiteren 1,3-dipolaren Cycloaddition mit einer ebenfalls synthetisierten, leicht abgewandelten Partialsequenz des ESL-1 zu einem Glycokonjugat umgesetzt werden. Des Weiteren gelang der Aufbau zweier teilweise deblockierter Tetrasaccharid Mimetika, wiederum durch enzymatische Elongation.rnAußerdem wurden Versuche unternommen di C-Glycoside durch samariumvermittelte Kupplung zu synthetisieren.rn

Interplay between BDNF,TrkB signalling and GABAergic inhibition in the visual cortex of mice

Der visuelle Kortex ist eine der attraktivsten Modellsysteme zur Untersuchung der molekularen Mechanismen der synaptischen Plastizität im Gehirn. Es hat sich gezeigt, dass der Wachstumsfaktor brain-derived-neurotrophic-factor (BDNF) und die GABAerge Hemmung während der Entwicklung eine essentielle Funktion in der Regulierung der synaptischen Plastizität im visuellen Kortex besitzen. BDNF bindet u.a. an TrkB Rezeptoren, die das Signal intrazellular an unterschiedliche Effektormoleküle weiter vermitteln. Außer BDNF sind auch andere TrkB-Rezeptor Agonisten in der Literatur beschrieben. Einer davon ist das kürzlich identifizierte Flavonoid 7,8-Dihydroxyflavone (7,8-DHF), welchem eine neurotrophe Wirkung zugeschrieben wird. Im ersten Abschnitt der vorliegenden Doktorarbeit wurde der Effekt dieses Agonisten auf die synaptische Übertragung und intrinsischen Zelleigenschaften im visuellen Kortex der Maus untersucht. Dies wurde mit Hilfe der whole-cell patch clamp Methode durchgeführt, wobei die synaptischen Eingänge der Pyramidalzellen der kortikalen Schicht 2/3 von besonderem Interesse waren.rnEine 30 minütige Inkubationszeit der kortikalen Schnitte mit 7,8 DHF (20µM) erzielte eine signifikante Reduktion der GABAergen Hemmung, während die glutamaterge synaptische Übertragung unverändert blieb. Des weiteren konnte in Gegenwart von 7,8 DHF eine Veränderung der intrinsischen neuronalen Zellmembraneigenschaften beobachtet werden. Dies wurde deutlich in der Erhöhung des Eingangwiderstandes und der Frequenz der induzierten Aktionspotentiale. Die chronische Applikation von 7,8 DHF in vivo bestätigte die selektive Wirkung von 7,8 DHF auf das GABAerge System. rnDie Rolle des BDNF-TrkB-Signalweges in der GABAergen Hemmung nach kortikalen Verletzungen ist bisher wenig verstanden. Eine häufig beschriebene elektrophysiologische Veränderung nach kortikaler Verletzung ist eine Reduktion in der GABAergen Hemmung. Im zweiten Abschnitt dieser Doktorarbeit wurde hierzu die Funktion des BDNF-TrkB-Signalweges auf die GABAerge Hemmung nach kortikaler Verletzung untersucht. Es wurde ein "ex-vivo/in-vitro“ Laser-Läsions Modell verwendet, wobei mittels eines Lasers im visuellen Kortex von WT und heterozygoten BDNF (+/−) Mäusen eine definierte, reproduzierbare Läsion induziert wurde. Nachfolgende elektrophysiologische Messungen ergaben, dass die Auswirkung einer Verletzung des visuellen Kortex auf die GABAerge Funktion signifikant von der basalen BDNF Konzentration im Kortex abhängt. Des weiteren konnte beobachtet werden, dass nach kortikaler Verletzung in WT Mäusen sowohl die Frequenz der basalen inhibitorischen, postsynaptischen Potentiale (mIPSCs) reduziert war, als auch ein erhöhtes Paired-Pulse Verhältnis vorlag. Diese Ergebnisse deuten auf Veränderungen der präsynaptischen Funktion inhibitorischer Synapsen auf Pyramidalneurone hin. Im Gegensatz dazu konnte in BDNF (+/−) mice Mäusen eine erhöhte und gleichzeitig verlängerte mIPSC-Amplitude beobachtet werden, induziert durch Reizung afferenter Nervenfasern. Hieraus lässt sich schließen, dass kortikale Verletzungen in BDNF (+/−) mice Mäusen Auswirkungen auf die Eigenschaften von postsynaptischen GABAA-Rezeptoren haben. Die nachfolgende Gabe eines TrkB-Rezeptor Antagonisten bestätigte diese Ergebnisse für das GABAerge System post-Läsion. Dies zeigt auch, dass die Änderungen der synaptischen Hemmung nicht auf eine Reduktion der BDNF-Konzentration zurückzuführen sind. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass der BDNF-TrkB Signalweg eine wichtige Rolle in der Reorganisation der GABAergen Hemmung nach kortikalen Verletzungen spielt. So könnte ein TrkB-Rezeptor Agonist, wie das kürzlich entdeckte 7,8-DHF, über eine Modulation der BDNF-TrB Signalkaskade pharmakologisch die funktionelle Reorganisation des Kortex nach einer fokalen Gehirnverletzung fördern. rnrn

Synthesen von C-glycosylierten Aminosäuren und Peptiden unter Einsatz speziell konstruierter Mikroreaktoren

Die chemische Synthese definierter Glycopeptidstrukturen bildet die Basis einiger vielversprechender Ansätze zur Therapie verschiedener Krankheiten. Die Entwicklung hochaffiner Selektininhibitoren könnte der Behandlung chronischer Entzündungen und zur Unterdrückung der Metastasierung von Tumoren dienen. Vollsynthetische Vakzine auf Basis glycosylierter MUC1-Partialstrukturen sollen das Immunsystem zur Bekämpfung von krankem Gewebe anregen und so perspektivisch eine Impfung gegen Krebs ermöglichen. Da die natürlich vorkommenden O-Glycoside in vivo eine begrenzte Stabilität besitzen, wurde eine Methode entwickelt, welche die modulare Herstellung von stabilen rnC-Glycosylaminosäuren als Mimetika der natürlichen Serin-, Threonin- und Tyrosin-Glycoside ermöglicht. Dazu wurden passend geschützte Kohlenhydrat-Lactone synthetisiert, die in einer mikrowellengestützten Petasis-Olefinierung unter Durchflussbedingungen in die entsprechenden exo-Glycale überführt wurden. Die Reaktionszeit konnte durch diese spezielle Reaktionsführung auf weniger als drei Minuten verringert werden, während konventionell mehrere Stunden benötigt werden. Die C-glycosidische Verknüpfung mit den entsprechenden Aminosäurebausteinen gelang durch eine Hydroborierungs-Suzuki-Kupplungs-Kaskade. Nach umfangreicher Optimierung der Reaktionsparameter ließ sich neben mehreren Monosacchariden auch ein exo-Glycal der Lactose erfolgreich in der Kupplung einsetzen. Nach verschiedenen Schutzgruppenmanipulationen wurden einige der synthetisierten Bausteine zur Synthese C-glycosylierter Partialstrukturen des Mucins MUC1 an der festen Phase herangezogen. In ELISA-Experimenten wurden die C-Glycosylpeptide von an Brustkrebsgewebe bindenden Antikörpern erkannt, die durch Vakzinierung mit ähnlichen Strukturen erhalten worden waren. Zur Synthese zweier Bausteine potenzieller Selektin-Inhibitoren wurde ein Mimetikum des in natürlichen Liganden vorkommenden Tetrasaccharides Sialyl-Lewisx synthetisiert. Bei diesem wurde die terminale Sialinsäure durch (S)-Cyclohexylmilchsäure ersetzt. Die bei der gewählten Syntheseroute notwendige regioselektive Öffnung eines Benzylidenacetals wurde in einem Mikroreaktor durchgeführt, wodurch eine einfache Reaktionsoptimierung mit geringen Substanzmengen möglich war. Die Reaktionszeit liegt mit unter 4 Minuten deutlich unter den üblichen Werten von einer bis mehreren Stunden. In einer Block-Glycosylierung konnte das Pseudotetrasaccharid sowohl an einen C-Lactosyl-Tyrosin-, als auch an einen C-Lactosyl-Serin-Akzeptor angefügt und somit die Synthese der Zielverbindungen abgeschlossen werden. Diese Bausteine können in Zukunft als Bestandteile synthetischer Glycopeptide zum Einsatz kommen, welche Mimetika der natürlichen Selektin-Liganden darstellen sollen.rn

Synthese C-glycosidischer und N-methylierter Glycosylaminosäuren für den Aufbau von Mimetika tumorassoziierter MUC1-Glycopeptidantigene unter Verwendung mikrostrukturierter Reaktoren

Zur Synthese hydrolysestabiler MUC1-Antitumorvakzine wurde im Rahmen dieser Arbeit zunächst ein Verfahren zur effizienten N Methylierung von Fmoc-Aminosäuren entwickelt. Die Synthese erfolgte in einer zweistufigen Umsetzung über Oxazolidinone unter Verwendung eines Tube-in-Tube-Durchflussreaktors mit einer semipermeablen Membran aus Teflon® AF 2400. In diesem Tube-in-Tube-Reaktor wurde in der ersten Stufe das Modellsubstrat Fmoc-Alanin bereits nach 2 h annähernd quantitativ in das entsprechende Oxazolidinon umgesetzt. In der zweiten Stufe wurde mit TFA erstmals eine Flüssigkeit durch eine solche Membran des Tube-in-Tube-Reaktors eingeleitet und lieferte innerhalb einer Stunde zahlreiche aliphatische, aromatische und funktionalisierte N-Methylaminosäuren in hohen Ausbeuten.rnDes Weiteren wurden erstmals sensible Glycosylaminosäuren, darunter auch TN Antigen-Strukturen, N-methyliert. Sie dienen als Bausteine für die Synthese von MUC1-Antitumorvakzinen. Neben Fmoc-N-Methyl-TN-Threonin konnten die Fmoc-geschützten N-Methyl-TN-Serin, N-Methyl-Sialyl-TN-Threonin sowie zwei N-Methyl-C Glycosylaminosäuren und in guten Ausbeuten erhalten werden. Anschließend wurde das N methylierte TN-Threonin gezielt in die tandem repeat-Sequenz des MUC1 in einer Festphasenpeptidsynthese eingebaut. Um einen direkten Vergleich bezüglich der N Methylierung im MUC1-Glycopeptide und dem darauf folgenden Einfluss auf die Tumorselektivität der resultierenden Vakzine erhalten zu können, wurde zudem ein Referenzpeptid aufgebaut. Zur Vollendung der Vakzinsynthese erfolgte die Konjugation beider Glycopeptidantigene an die jeweiligen BSA- und TTox-Proteine. rnEin alternativer Zugang zu hydrolysestabilen Glycopeptidbausteinen wurde im letzten Teil der Arbeit über die Synthese von α C Glycosylaminosäuren erarbeitet. Der entwickelte Syntheseweg basiert auf einer Ugi-Vier-Komponenten-Reaktion aus Aldehyd, Amin, Nitril und Carbonsäure. Als benötigte Aldehydkomponenten wurden ein einfaches Galactose- sowie ein Galactosamin-Derivat verwendet. Zum Aufbau des C-glycosidischen Grundgerüsts wurde eine Mikrowellen-unterstützte C-Allylierungsvariante im Durchfluss realisiert. Die Galactose- und Galactosaminaldehyde wurden danach mit chirale Glycosylaminen umgesetzt.

Cytotoxic steroidal saponins from the rhizomes of Tacca integrifolia

Three new steroid saponins (3beta,25R)-spirost-5-en-3-yl 6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->2)-[beta-D-glucopyranosyl-(1-->4)-6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->3)]-beta-D-glucopyranoside (1), (3beta,22R,25R)-26-(beta-D-glucopyranosyloxy)-22-hydroxyfurost-5-en-3-yl 6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->2)-[6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->3)]-beta-D-glucopyranoside (3), and (3beta,22R,25R)-26-(beta-D-glucopyranosyloxy)-22-hydroxyfurost-5-en-3-yl 6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->2)-[beta-D-glucopyranosyl-(1-->4)-6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->3)]-beta-D-glucopyranoside (5), as well as the new pregnane glycoside (3beta,16beta)-3-{[6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->2)-[6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->3)]-beta-D-glucopyranosyl]oxy}-20-oxopregn-5-en-16-yl (4R)-5-(beta-D-glucopyranosyloxy)-4-methylpentanoate (6), were isolated from the rhizomes of Tacca integrifolia together with two known (25R) configurated steroid saponins (3beta,25R)-spirost-5-en-3-yl 6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->2)-[6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->3)]-beta-D-glucopyranoside (2) and (3beta,22R,25R)-26-(beta-D-glucopyranosyloxy)-22-methoxyfurost-5-en-3-yl 6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->2)-[6-deoxy-alpha-L-mannopyranosyl-(1-->3)]-beta-D-glucopyranoside (4). The cytotoxic activity of the isolated compounds was evaluated in HeLa cells and showed the highest cytotoxicity value for compound 2 with an IC(50) of 1.2+/-0.4 muM. Intriguingly, while compounds 1-5 exhibited similar cytotoxic properties between 1.2+/-0.4 (2) and 4.0+/-0.6 muM (5), only compound 2 showed a significant microtubule-stabilizing activity in vitro.

Novel weapons: Invasive plant suppresses fungal mutualists in America but not in its native Europe

Why some invasive plant species transmogrify from weak competitors at home to strong competitors abroad remains one of the most elusive questions in ecology. Some evidence suggests that disproportionately high densities of some invaders are due to the release of biochemicals that are novel, and therefore harmful, to naive organisms in their new range. So far, such evidence has been restricted to the direct phytotoxic effects of plants on other plants. Here we found that one of North America's most aggressive invaders of undisturbed forest understories, Alliaria petiolata (garlic mustard) and a plant that inhibits mycorrhizal fungal mutualists of North American native plants, has far stronger inhibitory effects on mycorrhizas in invaded North American soils than on mycorrhizas in European soils where A. petiolata is native. This antifungal effect appears to be due to specific flavonoid fractions in A. petiolata extracts. Furthermore, we found that suppression of North American mycorrhizal fungi by A. petiolata corresponds with severe inhibition of North American plant species that rely on these fungi, whereas congeneric European plants are weakly affected. These results indicate that phytochemicals, benign to resistant mycorrhizal symbionts in the home range, may be lethal to naive native mutualists in the introduced range and indirectly suppress the plants that rely on them.

Synthesis of a pentasaccharide repeating unit of the extracellular polysaccharide produced by lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus 291

A pentasaccharide as its methyl glycoside has been synthesized efficiently using a modified glycosylation strategy. This pentasaccharide is a repeating unit of the exopolysaccharides produced by Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 291

Effect of dark chocolate on renal tissue oxygenation as measured by BOLD-MRI in healthy volunteers

BACKGROUND Cocoa is rich in flavonoids, has anti-oxidative properties and increases the bioavailability of nitric oxide (NO). Adequate renal tissue oxygenation is crucial for the maintenance of renal function. The goal of this study was to investigate the effect of cocoa-rich dark chocolate (DC) on renal tissue oxygenation in humans, as compared to flavonoid-poor white chocolate (WC). METHODS Ten healthy volunteers with preserved kidney function (mean age ± SD 35 ± 12 years, 70% women, BMI 21 ± 3 kg/m2) underwent blood oxygenation level-dependent magnetic resonance imaging (BOLD-MRI) before and 2 hours after the ingestion of 1 g/kg of DC (70% cocoa). Renal tissue oxygenation was determined by the measurement of R2* maps on 4 coronal slices covering both kidneys. The mean R2* (= 1/T2*) values in the medulla and cortex were calculated, a low R2* indicating high tissue oxygenation. Eight participants also underwent BOLD-MRI at least 1 week later, before and 2 hours after the intake of 1 g/kg WC. RESULTS The mean medullary R2* was lower after DC intake compared to baseline (28.2 ± 1.3 s-1 vs. 29.6 ± 1.3 s-1, p = 0.04), whereas cortical and medullary R2* values did not change after WC intake. The change in medullary R2* correlated with the level of circulating (epi)catechines, metabolites of flavonoids (r = 0.74, p = 0.037), and was independent of plasma renin activity. CONCLUSION This study suggests for the first time an increase of renal medullary oxygenation after intake of dark chocolate. Whether this is linked to flavonoid-induced changes in renal perfusion or oxygen consumption, and whether cocoa has potentially renoprotective properties, merits further study.

Two new flavonol glycosides and a metabolite profile of Bryophyllum pinnatum, a phytotherapeutic used in obstetrics and gynaecology

Bryophyllum pinnatum is a succulent perennial plant native to Madagascar which is used in anthroposophical medicine to treat psychiatric disorders and as a tocolytic agent to prevent premature labour. We performed a metabolite profiling study in order to obtain a comprehensive picture of the constituents in B. pinnatum leaves and to identify chromatographic markers for quality control and safety assessment of medicinal preparations. Preliminary HPLC-PDA-ESIMS analyses revealed that flavonoid glycosides were the main UV-absorbing constituents in the MeOH extract of B. pinnatum. Two phenolic glucosides, syringic acid β-D-glucopyranosyl ester (1) and 4'-O-β-D-glucopyranosyl-cis-p-coumaric acid (2), as well as nine flavonoids (3-11) including kaempferol, quercetin, myricetin, acacetin, and diosmetin glycosides were unambiguously identified by 1H and 2D NMR analysis after isolation from a MeOH extract. The flavonol glycosides quercetin 3-O-α-L-arabinopyranosyl-(1 → 2)-α-L-rhamnopyranoside 7-O-β-D-glucopyranoside (3) and myricetin 3-O-α-L-arabinopyranosyl-(1 → 2)-α-L-rhamnopyranoside (4) were new natural products. With the aid of HPLC-PDA-APCIMS and authentic references isolated from the related species B. daigremontianum, the presence of four bufadienolides, bersaldegenin-1-acetate (12), bryophyllin A (13), bersaldegenin-3-acetate (14), and bersaldegenin-1,3,5-orthoacetate (15) was detected in B. pinnatum.

Effects of dark chocolate consumption on the prothrombotic response to acute psychosocial stress in healthy men

Flavanoid-rich dark chocolate consumption benefits cardiovascular health, but underlying mechanisms are elusive. We investigated the acute effect of dark chocolate on the reactivity of prothrombotic measures to psychosocial stress. Healthy men aged 20-50 years (mean ± SD: 35.7 ± 8.8) were assigned to a single serving of either 50 g of flavonoid-rich dark chocolate (n=31) or 50 g of optically identical flavonoid-free placebo chocolate (n=34). Two hours after chocolate consumption, both groups underwent an acute standardised psychosocial stress task combining public speaking and mental arithmetic. We determined plasma levels of four stress-responsive prothrombotic measures (i. e., fibrinogen, clotting factor VIII activity, von Willebrand Factor antigen, fibrin D-dimer) prior to chocolate consumption, immediately before and after stress, and at 10 minutes and 20 minutes after stress cessation. We also measured the flavonoid epicatechin, and the catecholamines epinephrine and norepinephrine in plasma. The dark chocolate group showed a significantly attenuated stress reactivity of the hypercoagulability marker D-dimer (F=3.87, p=0.017) relative to the placebo chocolate group. Moreover, the blunted D-dimer stress reactivity related to higher plasma levels of the flavonoid epicatechin assessed before stress (F=3.32, p = 0.031) but not to stress-induced changes in catecholamines (p's=0.35). There were no significant group differences in the other coagulation measures (p's≥0.87). Adjustments for covariates did not alter these findings. In conclusion, our findings indicate that a single consumption of flavonoid-rich dark chocolate blunted the acute prothrombotic response to psychosocial stress, thereby perhaps mitigating the risk of acute coronary syndromes triggered by emotional stress.

Use of cardiac glycosides for treatment of cancer: Determinants of cancer cell sensitivity

Cardiac glycoside compounds have traditionally been used to treat congestive heart failure. Recently, reports have suggested that cardiac glycosides may also be useful for treatment of malignant disease. Our research with oleandrin, a cardiac glycoside component of Nerium oleander, has shown it to be a potent inducer of human but not murine tumor cell apoptosis. Determinants of tumor sensitivity to cardiac glycosides were therefore studied in order to understand the species selective cytotoxic effects as well as explore differential sensitivity amongst a variety of human tumor cell lines. ^ An initial model system involved a comparison of human (BRO) to murine (B16) melanoma cells. Human BRO cells were found to express both the sensitive α3 as well as the less sensitive α1 isoform subunits of Na+,K +-ATPase while mouse B16 cells expressed only the α1 isoform. Drug uptake and inhibition of Na+,K+-ATPase activity were also different between BRO and B16 cells. Partially purified human Na+,K+-ATPase enzyme was inhibited by cardiac glycosides at a concentration that was 1000-fold less than that required to inhibit mouse B16 enzyme to the same extent. In addition, uptake of oleandrin and ouabain was 3–4 fold greater in human than murine cells. These data indicate that differential expression of Na+,K+-ATPase isoform composition in BRO and B16 cells as well as drug uptake and total enzyme activity may all be important determinants of tumor cell sensitivity to cardiac glycosides. ^ In a second model system, two in vitro cell culture model systems were investigated. The first consisted of HFU251 (low expression of Na+,K+-ATPase) and U251 (high Na+ ,K+-ATPase expression) cell lines. Also investigated were human BRO cells that had undergone stable transfection with the α1 subunit resulting in an increase in total Na+,K+-ATPase expression. Data derived from these model systems have indicated that increased expression of Na+,K+-ATPase is associated with an increased resistance to cardiac glycosides. Over-expression of Na +,K+-ATPase in tumor cells resulted in an increase of total Na+,K+-ATPase activity and, in turn, a decreased inhibition of Na+,K+-ATPase activity by cardiac glycosides. However, of interest was the observation that increased enzyme expression was also associated with an elevated basal level of glutathione (GSH) within cells. Both increased Na+,K+-ATPase activity and elevated GSH content appear to contribute to a delayed as well as diminished release of cytochrome c and caspase activation. In addition, we have noted an increased colony forming ability in cells with a high level of Na+,K+-ATPase expression. This suggests that Na+,K+-ATPase is actively involved in tumor cell growth and survival. ^

Molecular and biochemical analyses of wounding in mesocarp of peach (Prunus persica L. Batsch) ripe fruits

The physiological and molecular responses of ripe fruit to wounding were evaluated in two peach (Prunus persica) varieties ('Glohaven', GH, melting and 'BigTop', BT, slow melting nectarine) by comparing mesocarp samples from wedges (as in minimal processing) and whole fruit as the control. Slight differences between the two varieties were detected in terms of ethylene production, whereas total phenol and flavonoid concentrations, and PPO and POD enzyme activities showed a general increase in wounded GH but not in BT. This was associated with the better appearance of the BT wedges at the end of the experimental period (72 h). Microarray (genome-wide ?PEACH3.0) analysis revealed that a total number of 2218 genes were differentially expressed (p < 0.01, log2 fold change expression ratio >1 or <-1) in GH 24 h after wounding compared to the control. This number was much lower (1208) in BT. According to the enrichment analysis, cell wall, plasma membrane, response to stress, secondary metabolic processes, oxygen binding were the GO categories over-represented among the GH up-regulated genes, whereas plasma membrane and response to endogenous stimulus were the categories over-represented among the down-regulated genes. Only 32 genes showed a common expression trend in the two varieties 24 h after wounding, whereas a total of 512 genes (with highly represented transcription factors), displayed opposite behavior. Quantitative RT-PCR analysis confirmed the microarray data for 18 out of a total of 20 genes selected. Specific WRKY, AP2/ERF and HSP20 genes were markedly up-regulated in wounded GH, indicating the activation of regulatory and signaling mechanisms probably related to different hormone categories. Compared to BT, the expression of specific genes involved in phenylpropanoid and triterpenoid biosynthetic pathways showed a more pronounced induction in GH, highlighting the difference between the two peach varieties in terms of molecular responses to wounding in the mesocarp tissue.

Determination of pH dependent antioxidant activity of Palm (Borassus flabellifer) Polyphenol compounds by Photoluminol and DPPH methods -A Comparison redox-reaction Sensitivity

Palm juice (Borassus flabellifer) is one of the most common and cheap natural juices. Fermented palm juice contains various phytochemical compounds that exhibit antioxidant activity. In the present study, we examined the effects of pH on the production of phytochemicals and their antioxidant activity during the fermentation process. The concentration of total phenolics and flavonoid compounds of fermented palm juice and their antioxidant activity were investigated at various pH. The results showed that total phenolics concentration and antioxidant activity of palm wine and palm vinegar increase as pH increases: 3.54.55.5. Maximum flavonoid concentration was obtained at pH 6.5. Measurements of antioxidant activity by conventional DPPH method and Photochem antioxidant analyzer technique were highly correlated, with a corresponding R2 value of 0.94.

Knock-out mutants from an En-1 mutagenized Arabidopsis thaliana population generate phenylpropanoid biosynthesis phenotypes

A collection of 8,000 Arabidopsis thaliana plants carrying 48,000 insertions of the maize transposable element En-1 has been generated. This population was used for reverse genetic analyses to identify insertions in individual gene loci. By using a PCR-based screening protocol, insertions were found in 55 genes. En-1 showed no preference for transcribed or untranscribed regions nor for a particular orientation relative to the gene of interest. In several cases, En-1 was inserted within a few kilobases upstream or downstream of the gene. En-1 was mobilized from such positions into the respective gene to cause gene disruption. Knock-out alleles of genes involved in flavonoid biosynthesis were generated. One mutant line contained an En-1 insertion in the flavonol synthase gene (FLS) and showed drastically reduced levels of kaempferol. Allelism tests with other lines containing En-1 insertions in the flavanone 3-hydroxylase gene (F3H) demonstrated that TRANSPARENT TESTA 6 (TT6) encodes flavanone 3-hydroxylase. The f3h and fls null mutants complete the set of A. thaliana lines defective in early steps of the flavonoid pathway. These experiments demonstrate the efficiency of the screening method and gene disruption strategy used for assigning functions to genes defined only by sequence.