Is there a role for eIF5A in translation?

The putative translation factor eIF5A is essential for cell viability and is highly conserved from archaebacteria to mammals. This factor is the only cellular protein that undergoes an essential posttranslational modification dependent on the polyamine spermidine, called hypusination. This review focuses on the functional characterization of eIF5A. Although this protein was originally identified as a translation initiation factor, subsequent studies did not support a role for eIF5A in general translation initiation. eIF5A has also been implicated in nuclear export of HIV-1 Rev and mRNA decay, but these findings are controversial in the literature and may reflect secondary effects of eIF-5A function. Next, the involvement of eIF5A and hypusination in the control of the cell cycle and proliferation in various organisms is reviewed. Finally, recent evidence in favor of reconsidering the role of eIF5A as a translation factor is discussed. Future studies may reveal the specific mechanism by which eIF5A affects protein synthesis.

A first case of protease codon 35 amino acid insertion in a HIV-1 subtype B sequence detected in the Bauru region, state of São Paulo, Brazil: case report

Inserções de aminoácidos na protease têm sido raramente descritas em pacientes infectados pelo HIV. Uma destas inserções foi, recentemente, descrita no codon 35, embora seu impacto na resistência mantém-se pouco conhecido. Este trabalho apresenta um caso de uma variante viral com inserção no codon 35 da protease, descrita pela primeira vez em Bauru, São Paulo, Brasil, circulante em um homem, caucasiano, com 38 anos, o qual apresenta infecção assintomática pelo HIV desde 1997. A variante isolada mostrou uma inserção no codon 35 da protease de dois aminoácidos: uma treonina e um ácido aspártico, resultando na sequência de aminoácidos E35E_TD.

Antitumoural effect of an L-amino acid oxidase isolated from Bothrops jararaca snake venom

An L-amino acid oxidase (BjarLAAO-I) from Bothrops jararaca snake venom was highly purified using a stepwise sequential chromatography on Sephadex G-75, Benzamidine Sepharose and Phenyl Sepharose. Purified BjarLAAO-I showed a molecular weight around 60,000 under reducing conditions and about 125,000 in the native form, when analysed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and gel filtration, respectively. BjarLAAO-I is a homodimeric acidic glycoprotein, pI similar to 5.0, and N-terminal sequence showing close structural homology with other snake venom LAAOs. The purified enzyme catalysed the oxidative deamination of L-amino acids, the most specific substrate being L-Phe. Five amino acids, L-Ser, L-Pro, L-Gly, L-Thr and L-Cys were not oxidized, clearly indicating a significant specificity. BjarLAAO-I significantly inhibited Ehrlich ascites tumour growth and induced an influx of polymorphonuclear cells, as well as spontaneous liberation of H(2)O(2) from peritoneal macrophages. Later, BjarLAAO-I induced mononuclear influx and peritoneal macrophage spreading. Animals treated with BjarLAAO-I showed higher survival time.

Aplicações clínicas da suplementação de L-carnitina

A carnitina, uma amina quaternária (3-hidroxi-4-N-trimetilamino-butirato), é sintetizada no organismo (fígado, rins e cérebro) a partir de dois aminoácidos essenciais: lisina e metionina, exigindo para sua síntese a presença de ferro, ácido ascórbico, niacina e vitamina B6. Tem função fundamental na geração de energia pela célula, pois age nas reações transferidoras de ácidos graxos livres do citosol para mitocôndrias, facilitando sua oxidação e geração de adenosina Trifosfato. A concentração orgânica de carnitina é resultado de processos metabólicos - como ingestão, biossíntese, transporte dentro e fora dos tecidos e excreção - que, quando alterados em função de diversas doenças, levam a um estado carencial de carnitina com prejuízos relacionados ao metabolismo de lipídeos. A suplementação de L-carnitina pode aumentar o fluxo sangüíneo aos músculos devido também ao seu efeito vasodilatador e antioxidante, reduzindo algumas complicações de doenças isquêmicas, como a doença arterial coronariana, e as conseqüências da neuropatia diabética. Por esse motivo, o objetivo do presente trabalho foi descrever possíveis benefícios da suplementação de carnitina nos indivíduos com necessidades especiais e susceptíveis a carências de carnitina, como os portadores de doenças renais, neuropatia diabética, síndrome da imunodefeciência adquirida e doenças cardiovasculares.

Using Amino Acid Correlation and Community Detection Algorithms to Identify Functional Determinants in Protein Families

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

Amino acid sequence and crystal structure of BaP1, a metalloproteinase from Bothrops asper snake venom that exerts multiple tissue-damaging activities

BaP1 is a 22.7-kD P-I-type zinc-dependent metalloproteinase isolated from the venom of the snake Bothrops asper, a medically relevant species in Central America. This enzyme exerts multiple tissue-damaging activities, including hemorrhage, myonecrosis, dermonecrosis, blistering, and edema. BaP1 is a single chain of 202 amino acids that shows highest sequence identity with metalloproteinases isolated front the venoms of snakes of the subfamily Crotalinae. It has six Cys residues involved in three disulfide bridges (Cys 117-Cys 197, Cys 159-Cys 181, Cys 157-Cys 164). It has the consensus sequence H(142)E(143)XXH(146)XXGXXH(152), as well as the sequence C164I165M166, which characterize the metzincin superfamily of metalloproteinases. The active-site cleft separates a major subdomain (residues 1-152), comprising four a-helices and a five-stranded beta-sheet, from the minor subdomain, which is formed by a single a-helix and several loops. The catalytic zinc ion is coordinated by the N-epsilon2 nitrogen atoms of His 142, His 146, and His 152, in addition to a solvent water molecule, which in turn is bound to Glu 143. Several conserved residues contribute to the formation of the hydrophobic pocket, and Met 166 serves as a hydrophobic base for the active-site groups. Sequence and structural comparisons of hemorrhagic and nonhemorrhagic P-I metalloproteinases from snake venoms revealed differences in several regions. In particular, the loop comprising residues 153 to 176 has marked structural differences between metalloproteinases with very different hemorrhagic activities. Because this region lies in close proximity to the active-site microenvironment, it may influence the interaction of these enzymes with physiologically relevant substrates in the extracellular matrix.

Structural studies of prephenate dehydratase from Mycobacterium tuberculosis H37Rv by SAXS, ultracentrifugation, and computational analysis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Structural studies of shikimate 5-dehydrogenase from Mycobacterium tuberculosis

Tuberculosis (TB) remains the leading cause of mortality due to a single bacterial pathogen, Mycobacterium tuberculosis. The reemergence of TB as a potential public health threat, the high susceptibility of human immunodeficiency virus-infected persons to the disease, the proliferation of multi-drug-resistant strains (MDR-TB) and, more recently, of extensively drug resistant isolates (XDR-TB) have created a need for the development of new antimycobacterial agents. Amongst the several proteins and/or enzymes to be studied as potential targets to develop novel drugs against M. tuberculosis, the enzymes of the shikimate pathway are attractive targets because they are essential in algae, higher plants, bacteria, and fungi, but absent from mammals. The mycobacterial shikimate pathway leads to the biosynthesis of chorismate, which is a precursor of aromatic amino acids, naphthoquinones, menaquinones, and mycobactins. Here we report the structural studies by homology modeling and circular dichroism spectroscopy of the shikimate dehydrogenase from M. tuberculosis (MtSDH), which catalyses the fourth step of the shikimate pathway. Our structural models show that the MtSDH has similar structure to other shikimate dehydrogenase structures previously reported either in presence or absence of NADP, despite the low amino acid sequence identity. The circular dichroism spectra corroborate the secondary structure content observed in the MtSDH models developed. The enzyme was stable up to 50 degrees C presenting a cooperative unfolding profile with the midpoint of the unfolding temperature value of similar to 63-64 degrees C, as observed in the unfolding experiment followed by circular dichroism. Our MtSDH structural models and circular dichroism data showed small conformational changes induced by NADP binding. We hope that the data presented here will assist the rational design of antitubercular agents.

Relationship between global structural parameters and Enzyme Commission hierarchy: Implications for function prediction

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

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of an l-amino-acid oxidase from Bothrops jararacussu venom

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

Chemical composition of Rhodocyclus gelatinosus biomass produced in poultry slaughterhouse wastewater

Rhodocyclus gelatinosus R1 foi cultivado fotoautotroficamente em águas residuais de abatedouro de aves dentro de colunas de vidro (90x670 mm) durante sete dias a 31 ± 4ºC, sob anaerobiose e intensidade luminosa fornecida pela luz do dia e por três lâmpadas incandescentes (100W) mais quatro lâmpadas fluorescentes (40W). O cultivo obtido foi centrifugado (4.500xg/20 min) e liofilizado, originando a biomassa bacteriana, que continha 7,1% de umidade. A determinação da composição centesimal indicou (base seca) 67,6% de proteína bruta, 27,6% de carboidratos totais, 0,6% de lipídeos e 4,2% de cinzas. A composição em aminoácidos da fração protéica da biomassa mostrou-se semelhante à relatada na literatura para Rhodocyclus gelatinosus e para outras bactérias fotossintetizantes. A redução na DQO do efluente após o cultivo e a retirada da biomassa foi da ordem de 90%. A valiosa composição química da biomassa de Rhodocyclus gelatinosus R1 e o alto conteúdo em aminoácidos essenciais indicam o uso potencial desse produto na suplementação de ração para aves.

Meta-análise da digestibilidade ileal de aminoácidos e minerais em suínos alimentados com dietas contendo enzimas

O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da meta-análise, o efeito da fitase e da xilanase sobre a digestibilidade ileal aparente (DIa) de aminoácidos, cálcio e fósforo, em suínos em fase de crescimento. A base de dados consistiu de 21 artigos publicados entre 1998 e 2009, no total de 82 tratamentos e 644 suínos. A meta-análise foi realizada por análise gráfica, de correlação, de variância-covariância. As concentrações de fósforo fítico e as frações fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido e lignina em detergente ácido, nas dietas, apresentaram correlações baixas e negativas com a DIa do cálcio, fósforo e aminoácidos. A adição de fitase às dietas aumentou em 2% a DIa da arginina, em 14% a do cálcio e em 34% a do fósforo. A DIa da arginina, fenilalanina, isoleucina e lisina foi 3,3% superior em suínos alimentados com dietas com xilanase, em relação às dietas sem a enzima. O fósforo fítico e as fibras, nas dietas, reduzem a DIa do cálcio, do fósforo e dos aminoácidos essenciais. O uso de fitase e xilanase, nas dietas, melhora o aproveitamento de cálcio, fósforo e alguns aminoácidos. No entanto, o excesso de cálcio e fósforo nas dietas reduz a ação da fitase sobre a digestibilidade ileal dos nutrientes.

Carcass characteristics of broilers at 42 days receiving diets with phytase in different energy and crude protein levels

Objetivou-se, com este trabalho, estudar as características de carcaça e qualidade da carne do peito depois da inclusão de fitase em dietas para frangos de corte, com diferentes níveis de energia metabolizável aparente corrigida para nitrogênio (EMAn) e proteína bruta (PB) reduzida, suplementadas com aminoácidos essenciais seguindo o conceito de proteína ideal. Foram utilizados 1.500 frangos machos Cobb dos 22 aos 42 dias de idade com peso inicial de 833 ± 7 g e final de 2741 ± 48 g distribuídos em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x3+1 (três níveis de EMAn - 2950, 3100 e 3250 kcal/kg - e três de PB - 14, 16 e 18% - e um tratamento adicional - controle, sem fitase, com 3100 kcal/kg EMAn, 19,2% de PB e 0,4% de fósforo disponível) em seis repetições com 25 aves cada. Ao final do experimento, duas aves de cada parcela foram sacrificadas para a mensuração do rendimento de carcaça e de cortes e determinação da composição química da carne do peito. Os níveis de energia e proteína em rações com fitase influenciaram (P<0,05) os rendimentos de carcaça, peito e gordura abdominal a porcentagem de umidade, proteína e lipídios no músculo pectoralis major das aves, sendo os níveis de 3100 kcal EMAn/kg e 18% de PB os que proporcionaram maiores rendimentos de carcaça e de peito e menor deposição de gordura abdominal, mas em maior teor de lipídios na carne do peito. Conclui-se que a manipulação da energia em rações com reduzido teor de proteína e suplementadas com aminoácidos e fitase influencia o rendimento de cortes e a qualidade da carne do peito de frangos aos 42 dias.

FUNCTIONAL ALPHA-TROPOMYOSIN PRODUCED IN ESCHERICHIA-COLI - A DIPEPTIDE EXTENSION CAN SUBSTITUTE THE AMINO-TERMINAL ACETYL GROUP

Unlike the muscle protein, alpha-tropomyosin expressed in Escherichia coli does not bind actin, does not exhibit head-to-tail polymerization, and does not inhibit actomyosin ATPase activity in the absence of troponin. The only chemical difference between recombinant and muscle tropomyosins is that the first methionine is not acetylated in the recombinant protein (Hitchcock-DeGregori, S. E., and Heald, R. W. (1987) J. Biol. Chem. 262, 9730-9735). We expressed three fusion tropomyosins in E. coli with 2, 3, and 17 amino acids fused to its amino terminus. Ah three fusions restored actin binding, head-to-tail polymerization, and the capacity to inhibit the actomyosin ATPase to these unacetylated tropomyosins. Unlike larger fusions, the small fusions of 2 and 3 amino acids do not interfere with regulatory function. Therefore the presence of a fused dipeptide at the amino terminus of unacetylated tropomyosin is sufficient to replace the function of the N-acetyl group present in muscle tropomyosin. A structural interpretation for the function of the acetyl group, based on our results and the coiled coil structure of tropomyosin, is presented.