Crystal structure of the I-domain from the CD11a/CD18 (LFA-1, alpha L beta 2) integrin.

We report the 1.8-A crystal structure of the CD11a I-domain with bound manganese ion. The CD11a I-domain contains binding sites for intercellular adhesion molecules 1 and 3 and can exist in both low- and high-affinity states. The metal-bound form reported here is likely to represent a high-affinity state. The CD11a I-domain structure reveals a strained hydrophobic ridge adjacent to the bound metal ion that may serve as a ligand-binding surface and is likely to rearrange in the absence of bound metal ion. The CD11a I-domain is homologous to domains found in von Willebrand factor, and mapping of mutations found in types 2a and 2b von Willebrand disease onto this structure allows consideration of the molecular basis of these forms of the disease.

La tagatose-1,6-bisphosphate aldolase et la fructose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : mécanisme et stéréospécificité

La tagatose-1,6-biphosphate aldolase de Streptococcus pyogenes est une aldolase qui fait preuve d'un remarquable manque de spécificité vis à vis de ses substrats. En effet, elle catalyse le clivage réversible du tagatose-1,6-bisphosphate (TBP), mais également du fructose-1,6-bisphosphate (FBP), du sorbose-1,6-bisphosphate et du psicose-1,6-bisphosphate, quatre stéréoisomères, en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Aldolase de classe I, qui donc catalyse sa réaction en formant un intermédiaire covalent obligatoire, ou base de Schiff, avec son susbtrat, la TBP aldolase de S. pyogenes partage 14 % d’identité avec l’enzyme modèle de cette famille, la FBP aldolase de muscle de mammifère. Bien que le mécanime catalytique de la FBP aldolase des mammifères ait été examiné en détails et qu’il soit approprié d’en tirer des renseignements quant à celui de la TBP aldolase, le manque singulier de stéréospécificité de cette dernière tant dans le sens du clivage que celui de la condensation n’est toujours pas éclairci. Afin de mettre à jour les caractéristiques du mécanisme enzymatique, une étude structurale de la TBP aldolase de S. pyogenes, un pathogène humain extrêmement versatile, a été entreprise. Elle a permis la résolution des structures de l’enzyme native et mutée, en complexe avec des subtrats et des inhibiteurs compétitifs, à des résolutions comprises entre 1.8 Å et 2.5 Å. Le trempage des cristaux de TBP aldolase native et mutante dans une solution saturante de FBP ou TBP a en outre permis de piéger un authentique intermédiaire covalent lié à la Lys205, la lysine catalytique. La determination des profils pH de la TBP aldolase native et mutée, entreprise afin d'évaluer l’influence du pH sur la réaction de clivage du FBP et TBP et ìdentifier le(s) résidu(s) impliqué(s), en conjonction avec les données structurales apportées par la cristallographie, ont permis d’identifier sans équivoque Glu163 comme résidu responsable du clivage. En effet, le mode de liaison sensiblement différent des ligands utilisés selon la stéréochimie en leur C3 et C4 permet à Glu163, équivalent à Glu187 dans la FBP aldolase de classe I, d’abstraire le proton sur l’hydroxyle du C4 et ainsi d’amorcer le clivage du lien C3-C4. L’étude du mécanimse inverse, celui de la condensation, grâce par exemple à la structure de l’enzyme native en complexe avec ses substrats à trois carbones le DHAP et le G3P, a en outre permis d’identifier un isomérisme du substrat G3P comme possible cause de la synthèse des isomères en C4 par cette enzyme. Ce résultat, ainsi que la decouverte d’un possible isomérisme cis-trans autour du lien C2-C3 de la base de Schiff formée avec le DHAP, identifié précedemment, permet de cerner presque complètement les particularités du mécanisme de cette enzyme et d’expliquer comment elle est capable de synthétiser les quatres stéréoisomères 3(S/R), 4(S/R). De plus, la résolution de ces structures a permis de mettre en évidence trois régions très mobiles de la protéine, ce qui pourrait être relié au rôle postulé de son isozyme chez S. pyogenes dans la régulation de l’expression génétique et de la virulence de la bactérie. Enfin, la résolution de la structure du mutant Lys229→Met de la FBP aldolase de muscle en complexe avec la forme cyclique du FBP, de même que des études cristallographiques sur le mutant équivalent Lys205→Met de la TBP aldolase de S. pyogenes et des expériences de calorimétrie ont permis d’identifier deux résidus particuliers, Ala31 et Asp33 chez la FBP aldolase, comme possible cause de la discrimination de cette enzyme contre les substrats 3(R) et 4(S), et ce par encombrement stérique des substrats cycliques. La cristallographie par rayons X et la cinétique enzymatique ont ainsi permis d'avancer dans l'élucidation du mécanisme et des propriétés structurales de cette enzyme aux caractéristiques particulières.

Genotypic Resistance Tests Sequences Reveal the Role of Marginalized Populations in HIV-1 Transmission in Switzerland.

Targeting hard-to-reach/marginalized populations is essential for preventing HIV-transmission. A unique opportunity to identify such populations in Switzerland is provided by a database of all genotypic-resistance-tests from Switzerland, including both sequences from the Swiss HIV Cohort Study (SHCS) and non-cohort sequences. A phylogenetic tree was built using 11,127 SHCS and 2,875 Swiss non-SHCS sequences. Demographics were imputed for non-SHCS patients using a phylogenetic proximity approach. Factors associated with non-cohort outbreaks were determined using logistic regression. Non-B subtype (univariable odds-ratio (OR): 1.9; 95% confidence interval (CI): 1.8-2.1), female gender (OR: 1.6; 95% CI: 1.4-1.7), black ethnicity (OR: 1.9; 95% CI: 1.7-2.1) and heterosexual transmission group (OR:1.8; 95% CI: 1.6-2.0), were all associated with underrepresentation in the SHCS. We found 344 purely non-SHCS transmission clusters, however, these outbreaks were small (median 2, maximum 7 patients) with a strong overlap with the SHCS'. 65% of non-SHCS sequences were part of clusters composed of >= 50% SHCS sequences. Our data suggests that marginalized-populations are underrepresented in the SHCS. However, the limited size of outbreaks among non-SHCS patients in-care implies that no major HIV outbreak in Switzerland was missed by the SHCS surveillance. This study demonstrates the potential of sequence data to assess and extend the scope of infectious-disease surveillance.

(Table 1) Thermal conductivities of lithified core samples from ODP Leg 166 sites

The geothermal regime of the western margin of the Great Bahama Bank was examined using the bottom hole temperature and thermal conductivity measurements obtained during and after Ocean Drilling Program (ODP) Leg 166. This study focuses on the data from the drilling transect of Sites 1003 through 1007. These data reveal two important observational characteristics. First, temperature vs. cumulative thermal resistance profiles from all the drill sites show significant curvature in the depth range of 40 to 100 mbsf. They tend to be of concave-upward shape. Second, the conductive background heat-flow values for these five drill sites, determined from deep, linear parts of the geothermal profiles, show a systematic variation along the drilling transect. Heat flow is 43-45 mW/m**2 on the seafloor away from the bank and decreases upslope to ~35 mW/m**2. We examine three mechanisms as potential causes for the curved geothermal profiles. They are: (1) a recent increase in sedimentation rate, (2) influx of seawater into shallow sediments, and (3) temporal fluctuation of the bottom water temperature (BWT). Our analysis shows that the first mechanism is negligible. The second mechanism may explain the data from Sites 1004 and 1005. The temperature profile of Site 1006 is most easily explained by the third mechanism. We reconstruct the history of BWT at this site by solving the inverse heat conduction problem. The inversion result indicates gradual warming throughout this century by ~1°C and is agreeable to other hydrographic and climatic data from the western subtropic Atlantic. However, data from Sites 1003 and 1007 do not seem to show such trends. Therefore, none of the three mechanisms tested here explain the observations from all the drill sites. As for the lateral variation of the background heat flow along the drill transect, we believe that much of it is caused by the thermal effect of the topographic variation. We model this effect by obtaining a two-dimensional analytical solution. The model suggests that the background heat flow of this area is ~43 mW/m**2, a value similar to the background heat flow determined for the Gulf of Mexico in the opposite side of the Florida carbonate platform.

(Table 1) Strontium isotope data for marine barnacles, ODP Hole 178-1103A

Strontium isotope ratios from multiple plates of two barnacle fragments from Site 1103 (Ocean Drilling Program Leg 178) provide maximum age estimates for the oldest glacial sedimentary package drilled. Three moderately preserved barnacle fragments from 262.63 meters below seafloor (mbsf) yielded a mean best-fit age of 7.4 Ma. A single, well-preserved fragment from the same horizon yielded a best-fit age of 12.2 Ma. Two moderately preserved fragments from 262.98 mbsf yielded a mean best-fit age of 7.8 Ma. The calculated mean strontium ages of 7.8 and 7.4 Ma agree well with the diatom estimates of 8.68 to 5.89 Ma for the underlying sediments.

Sedimentology and age determinations on core PS2813-1

Die Rekonstruktion des Einflusses von Strömungen und glazialmarinen Prozessen auf das Sedimentationsgeschehen am Kontinentalhang der Antarktischen Halbinsel im westlichen Weddellmeer basiert auf sedimentologischen und geophysikalischen Daten eines Kolbenlotkerns. Der Sedimentkern wurde während des Fahrtabschnitts ANT-XIV/3 mit dem FS "Polarstern" aus einer mächtigen Levee-Struktur eines Rinnen-Rückensystems gewonnen. Es wurden sedimentologische sowie sedimentphysikalische Untersuchungen an dem Kernmaterial durchgeführt. Die texturellen Änderungen im Kern und die Variationen der gemessenen Parameter ermöglichen eine lithofazielle Gliederung und stratigraphische Einstufung der Sedimentabfolge. Die untersuchten Sedimente umfassen den Zeitraum der vier letzten Klimazyklen bis heute und repräsentieren die Ablagerungsbedingungen von mehr als 340 000 Jahren. Vier Faziestypen wurden unterschieden, die sowohl glaziale als auch interglaziale Ablagerungsräume charakterisieren. (1) Die überwiegend groblaminierten Sedimentabfolgen wurden der Laminitfazies zugeordnet. Unter glazialen Umweltbedingungen kam es infolge schwacher Bodenströmungen zur Ablagerung feinkörniger, laminierter, strömungsbetonter Sedimente. (2) Strukturlose, sehr homogene Sedimentabfolgen des Kems beschreiben einen weiteren, den Kaltzeiten zugeordneten, Faziestyp, der durch geringe Variationen in den Sedimenteigenschaften charakterisiert ist. (3) Kernabschnitte, die weitgehend strukturlos sind bzw. leichte Bioturbationen und relativ viel eistransportiertes Material aufweisen, wurden als IRD-Fazies bezeichnet. Sie repräsentiert den Übergang vom Glazial zum Interglazial, in dem sich das Schelfeis und die Meereisbeckung zurückzogen. In den Sedimenten kam es infolge der gesteigerten Kalbungsrate zur Anreicherung der Eisfracht. (4) Die relativ biogenreichen, hellen Ablagerungen wurden der interglazialzeitlichen Karbonatfazies zugeteilt. Der signifikant erhöhte Anteil planktischer Foraminiferen weist auf eine gesteigerte Bioproduktivität im Oberflächenwasser hin, die aus verstärkten jahreszeitlichen Schwankungen der Meereisbedeckung resultiert. Die betrachteten Sedimentationsprozesse, wie biologische Produktivität, Umlagerungsprozesse durch Meeresströmungen, gravitativer Sedimenttransport und Eistransport, sind das Abbild komplexer Wechselwirkungen aus Meeresspiegelschwankungen, Änderungen ozeanographischer Bedingungen und der Vereisungsdynamik. Das Sedimentationsgeschehen im Untersuchungsgebiet wurde folglich durch die Variationen der vorherrschenden Umweltbedingungen bestimmt. Im Glazial kam es unter einer geschlossenen Meereisbedeckung zur Ablagerung feinkörniger, geschichteter Sedimente. Vorwiegend Turbiditströmungen kontrollierten das Sedimentationsgeschehen innerhalb des betrachteten Rinnen-Rückensystems. Unter dem Einfluß der Coriolis-Kraft und wahrscheinlich einer Konturströmung wurden die suspendierten, feinkörnigen Partikel aus dem zentralen Bereich der Rinne verdriftet und über dem nördlichen Uferwall abgelagert. Höherenergetische gravitative Prozesse beeinflußten das Sedimentationsgeschehen episodisch und sind durch gut sortierte Ablagerungen mit erhöhten Gehalten im Mittel- bis Grobsiltbereich dokumentiert. Höhere Sedimentationsraten in den Glazialen trugen verstärkt zur Bildung des Uferwalls bei. Die Ablagerungen der ebenfalls glazialzeitlichen homogenen Fazies belegen unterschiedliche Ablagerungsbedingungen und eine Verschiebung der dominierenden Prozesse. Während des Übergangs vom Glazial zum Interglazial nahm die Bodenwasserbildungsrate durch das Aufschwimmen des Schelfeises zu, wodurch die Strömungsintensität gesteigert wurde. Eine verstärkte Eisbergaktivität wird durch die Anreichung des IRD-Materials dokumentiert. Während interglazialer Zeiten ermöglichten offen-marine Bedingungen im Südsommer eine leicht erhöhte biologische Produktivität, so daß der Ablagerungsraum durch die Sedimentation biogener Komponenten verstärkt beeinflußt wurde.