992 resultados para Biology, Animal Physiology|Chemistry, Biochemistry
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Les chimiokines sont des petites protéines secrétées dont la fonction principale est la stimulation de la migration de cellules immunitaires vers différents organes et tissus. Elles sont souvent impliquées lors des maladies inflammatoires, auto-immunes et des cancers. Ainsi, les chimiokines et leurs récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont la cible pharmacologique de plusieurs molécules, actuellement testées en essais cliniques. Nous avons pris comme modèle, lors de notre étude, le récepteur atypique CXCR7. Ce récepteur est dit atypique, car il ne signalise pas via la voie classique des protéines G, mais plutôt via la voie de la β-arrestine. CXCR7 est impliqué dans de nombreux cancers, favorise la progression métastatique et est un co-récepteur pour le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). Cependant, aucune donnée sur son mode de liaison avec ses ligands CXCL11/ITAC et CXCL12/SDF-1 n’existe à date. Nous pensons que cette information est essentielle pour le développement efficace d’agonistes et d’antagonistes, et nous nous sommes intéressés à identifier les résidus essentiels à la liaison des deux ligands de CXCR7 et à son activation par ces derniers. Pour cela, nous avons créé une série de mutants par substitution ou délétion d’acides aminés de la partie N-terminale, des boucles extracellulaires et des domaines transmembranaires du récepteur. Nous avons testé leur marquage en surface cellulaire par cytométrie en flux, leur liaison des deux ligands par expériences de radio-liaison, et leur capacité à recruter la β-arrestine en réponse aux ligands par essais BRET. Les résultats obtenus ont permis d’identifier des résidus importants à l’interaction des systèmes CXCR7/SDF-1 et CXCR7-ITAC et suggèrent des modes de liaison à CXCR7 différents entre ITAC et SDF-1. Tout comme la liaison d’ITAC à son autre récepteur CXCR3, sa liaison à CXCR7 suivrait le mode conventionnel de liaison en deux étapes des récepteurs de chimiokines. Cependant, la liaison de SDF-1 à CXCR7 suivrait un autre mode de liaison, contrairement à sa liaison à son autre récepteur, CXCR4.
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Les systèmes bactériens de sécrétion de type IV (T4SS) sont constitués d’un ensemble de 8 à 12 protéines conservées. Ces dernières sont utilisées lors de la translocation de protéines, la translocation de complexes ADN-protéines mais aussi pour le transport de ces derniers au travers de la membrane cellulaire. Les T4SS, en tant que facteurs de virulence pour beaucoup de pathogènes comme Brucella suis, sont donc d’excellents modèles cibles pour le développement de médicaments d’antivirulence. Ces médicaments, en privant le pathogène de son facteur essentiel de virulence : le T4SS, constituent une alternative ou encore une amélioration des traitements antibiotiques utilisés actuellement. VirB8, un facteur d’assemblage conservé dans le T4SS, forme des dimères qui sont importants pour la fonction des T4SS dans ces pathogènes. De par ses interactions multiples, VirB8 est un excellent modèle pour l’analyse des facteurs d’assemblage mais aussi en tant que cible de médicaments qui empêcheraient son interaction avec d’autres protéines et qui, in fine, désarmeraient les bactéries en les privant de leur fonctions essentielles de virulence. À ce jour, nous savons qu’il existe un équilibre monomère-dimère et un processus d’homodimerization de VirB8 dont l’importance est vitale pour la fonctionnement biologique des T4SSs. En se basant sur des essais quantitatifs d’interaction, nous avons identifié (i) des sites potentiels d’interaction avec d’autres protéines VirB du T4SS mais aussi (ii) isolé des petites molécules inhibitrices afin de tester la fonction protéique de VirB8. Afin de déterminer les acides aminés importants pour l’hétérodimérization de VirB8 avec VirB10, nous avons effectué des expériences de mutagenèse aléatoire, de phage display et d’arrimage moléculaire in silico. Ces expériences ont démontré l’importance de trois acides aminés localisés sur le feuillet β : R160, S162, T164 et I165. Ces derniers seraient importants pour l’association de VirB8 avec VirB10 étant donné que leur mutagenèse entraine une diminution de la formation du complexe VirB8-VirB10. L’objectif actuel de notre projet de recherche est de pouvoir mieux comprendre mais aussi d’évaluer le rôle de VirB8 dans l’assemblage du T4SS. Grace à un méthode de criblage adaptée à partir de la structure de VirB8, nous avons pu identifié une petite molécule inhibitrice BAR-068, qui aurait un rôle prometteur dans l’inhibition du T4SS. Nous avons utilisé la spectroscopie par fluorescence, l’essai à deux hybrides, le cross-linking et la cristallographie afin de déterminer le mécanisme d'interaction existant entre VirB8 et BAR-068. Ces travaux pourraient permettre de nombreuses avancées, notamment en termes de compréhension des mécanismes d’inhibition du T4SS. Notre objectif ultime est de pouvoir caractériser la séquence d’évènements essentiels à l’assemblage et au fonctionnement du T4SS. De manière globale, notre projet de recherche permettrait de révéler les grands principes d’assemblage des protéines membranaires, les processus de sécrétion de protéines chez les bactéries mais aussi de proposer une nouvelle stratégie lors du développement de drogues antimicrobiennes.
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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.
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Dans cette thèse, l’impact du polymorphisme rs3846662 sur l’épissage alternatif de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl coenzyme A réductase (HMGCR) a été investigué in vivo, chez des patients atteints d’hypercholestérolémie familiale (HF) ou de maladie d’Alzheimer (MA). Le premier manuscrit adresse la problématique de la normalisation de la quantification relative des ARNm par PCR quantitative. Les découvertes présentées dans ce manuscrit nous ont permis de déterminer avec un haut niveau de confiance les gènes de référence à utiliser pour la quantification relative des niveaux d’ARNm de l’HMGCR dans des échantillons de sang (troisième manuscrit) et de tissus cérébraux post-mortem (quatrième manuscrit). Dans le deuxième manuscrit, nous démontrons grâce à l’emploi de trois cohortes de patients distinctes, soit la population canadienne française du Québec et les deux populations nord américaines « Alzheimer’s Disease Cooperative Study (ADCS) » et « Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) », que le génotype AA au locus rs3846662 confère à ces porteurs une protection considérable contre la MA. Les femmes porteuses de ce génotype voient leur risque de MA diminuer de près de 50% et l’âge d’apparition de leurs premiers symptômes retarder de 3.6 ans. Les porteurs de l’allèle à risque APOE4 voient pour leur part leurs niveaux de plaques séniles et dégénérescences neurofibrillaires diminuer significativement en présence du génotype AA. Enfin, les individus atteints de déficit cognitif léger et porteurs à la fois de l’allèle APOE4 et du génotype protecteur AA voient leur risque de convertir vers la MA chuter de 76 à 27%. Dans le troisième manuscrit, nous constatons que les individus atteints d’HF et porteurs du génotype AA ont, contrairement au modèle établi chez les gens normaux, des niveaux plus élevés de cholestérol total et de LDL-C avant traitement comparativement aux porteurs de l’allèle G. Le fait que cette association n’est observée que chez les non porteurs de l’APOE4 et que les femmes porteuses du génotype AA présentent à la fois une augmentation des niveaux d’ARNm totaux et une résistance aux traitements par statines, nous indique que ce génotype influencerait non seulement l’épissage alternatif, mais également la transcription de l’HMGCR. Comme une revue exhaustive de la littérature ne révèle aucune étude abondant dans ce sens, nos résultats suggèrent l’existence de joueurs encore inconnus qui viennent influencer la relation entre le génotype AA, l’épissage alternatif et les niveaux d’ARNm de l’HMGCR. Dans le quatrième manuscrit, l’absence d’associations entre le génotype AA et les niveaux d’ARNm Δ13 ou de protéines HMGCR nous suggère fortement que ce polymorphisme est non fonctionnel dans le SNC affecté par la MA. Une étude approfondie de la littérature nous a permis d’étayer cette hypothèse puisque les niveaux de HNRNPA1, la ribonucléoprotéine influencée par l’allèle au locus rs3846662, sont considérablement réduits dans la MA et le vieillissement. Il est donc proposé que les effets protecteurs contre la MA associés au génotype AA soient le résultat d’une action indirecte sur le processus physiopathologique.
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Les impacts environnementaux dues à l'extraction minière sont considérables. C'est l'action des microorganismes, en utilisant leur métabolisme du soufre sur les déchets miniers, qui engendre les plus grands défis. Jusqu'à présent, peu de recherches ont été effectués sur les microorganismes environnementaux pour la compréhension globale de l'action du métabolisme du soufre dans une optique de prévention et de rémédiation des impacts environnementaux de l'extraction minière. Dans cette étude, nous avons étudié une bactérie environnementale, Acidithiobacillus thiooxidans, dans le but de comprendre le métabolisme du soufre selon le milieu de culture et le niveau d'acidité du milieu. Nous avons utilisé la transcriptomique à haut débit, RNA-seq, en association avec des techniques de biogéochimie et de microscopie à électrons pour déterminer l'expression des gènes codants les enzymes du métabolisme du soufre. Nous avons trouvé que l'expression des gènes des enzymes du métabolisme du soufre chez ce microorganisme sont dépendantes du milieu, de la phase de croissance et du niveau d'acidité présent dans le milieu. De plus, les analyses biogéochimiques montrent la présence de composés de soufre réduits et d'acide sulfurique dans le milieu. Finalement, une analyse par microscopie électronique révèle que la bactérie emmagasine des réserves de soufre dans son cytoplasme. Ces résultats permettent une meilleure compréhension de son métabolisme et nous rapprochent de la possibilité de développer une technique de prédiction des réactions ayant le potentiel de causer des impacts environnementaux dus à l'extraction minière.
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During the last couple of decades, the oil palm has emerged as the second largest source of edible oil in the world. Recently oil palm has been introduced commercially in India to augment edible oil supply in the country. Currently, about 10,000 hectares are under oil palm cultivation in India, and it is envisaged to cover about 6 lakh hectares in the coming years. Though oil palm is a major commercial oil crop, not much basic information on the lipids of the fruit (the source of palm oil) is available even where oil palm is cultivated in a very large scale. Being a new crop to India, it is of paramount importance to understand the basic chemistry/biochemistry of the lipids, which in turn, may find practical applications in the area of processing and product development. The present investigation entitled "Studies on the Composition and Structure of Palm Oil Glycerides" was designed with a view to elucidate the lipid composition and structure under conditions such as fruit development and processing.
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From the point of view of rational exploitation and proper management of the fishery resources as well as for the development of intensive aquaculture of fishes through selective breeding, brood stock development, domestication and genetic improvement, a sound knowledge of reproductive biology and physiology of the candidate species is of great importance. In recent times, a wealth of information on maturity, spawning habits, spawning periodicity, spawning season, size at maturity and fecundity of commercially important fishes has been generated. Gametogenesis involves the transformation of Primordial germ cells in the gonads into specialised cells or gametes, namely ova in the female and sperms in male, through a series of complex morphological and cytological events. The formation of male gamete is known as spermatogenesis. In the female, the primary growth phase involving the formation of primary oocyte from oogonia is known as oogenesis, which would be followed by the secondary growth phase, in which considerable increase in the size of the oocyte occurs, due mainly to accumulation of yolk. This process is known as vitellogenesis, which would be followed by final maturation and ovulation of the ova. In the present work, basic aspects of maturation and spawning, salient features of gametogenesis and associated biochemical changes occurring during these processes in an important cultivable fish, Sillago sihama belonging to the family Sillaginidae have been investigated.
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Inflammatory bowel disease (IBD) is a common cause of chronic large bowel diarrhoea in cats. Although the aetiology of IBD is unknown, an immune-mediated response to a luminal antigen is thought to be involved. As knowledge concerning the colonic microflora of cats is limited and requires further investigation, the purpose of this study was to determine the presence of specific bacterial groups in normal and IBD cats, and the potential role they play in the health of the host. Total bacterial populations, Bacteroides spp., Bifidobacterium spp., Clostridium histolyticum subgp., Lactobacillus-Enterococcus subgp. and Desulfovibrio spp. were enumerated in 34 healthy cats and 11 IBD cats using fluorescence in situ hybridisation. The study is one of the first to show the presence of Desulfovibrio in cats. Total bacteria, Bifidobacterium spp. and Bacteroides spp. counts were all significantly higher in healthy cats when compared with IBD cats, whereas Desulfovibrio spp. (producers of toxic sulphides) numbers were found to be significantly higher in colitic cats. The information obtained from this study suggests that modulation of bacterial flora by increasing bifidobacteria and decreasing Desulfovibrio spp. may be beneficial to cats with IBD. Dietary intervention may be an important aspect of their treatment.
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The capacity for glucose, propionate or hormones of splanchnic origin to influence appetite by directly regulating the expression of neuropeptides in the feeding centres of the hypothalamus of the ruminant is not described. Therefore, our objective was to measure the direct effect of metabolites (glucose and propionate) or hormones [insulin, cholecystokinin (CCK), glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and polypeptide YY (PYY)] on hypothalamic mRNA concentrations for neuropeptide Y (NPY), agouti-related peptide (AgRP) and proopiomelanocortin (POMC) following in vitro incubation. Hypothalamic tissue from 4- to 5-month-old lambs was obtained at slaughter and immediately incubated in culture media for 2 h at 36 °C. Treatments included a control Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM) containing 1 mm glucose or DMEM with the following additions: 10 mm glucose, 1 mm propionate, 1 nm insulin, 120 pm GLP-1, 100 pm PYY, 80 pm CCK or 10 mm glucose plus 1 nm insulin. The abundance of mRNA for NPY, AgRP and POMC was measured using quantitative reverse transcriptase PCR. Fisher’s protected LSD test was used to compare changes in relative mRNA concentrations for the hypothalamus incubated in the control media vs. the rest of the treatments. The media containing glucose plus insulin increased POMC mRNA concentration (p < 0.05), but did not affect NPY or AgRP mRNA concentration. There were no effects observed for the other treatments (p > 0.20). Results of the present study are consistent with the concept that effects of propionate on feed intake in ruminants is not mediated through direct effects on the hypothalamus, and that insulin is required for an effect of glucose on hypothalamic POMC expression.
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We describe the HadGEM2 family of climate configurations of the Met Office Unified Model, MetUM. The concept of a model "family" comprises a range of specific model configurations incorporating different levels of complexity but with a common physical framework. The HadGEM2 family of configurations includes atmosphere and ocean components, with and without a vertical extension to include a well-resolved stratosphere, and an Earth-System (ES) component which includes dynamic vegetation, ocean biology and atmospheric chemistry. The HadGEM2 physical model includes improvements designed to address specific systematic errors encountered in the previous climate configuration, HadGEM1, namely Northern Hemisphere continental temperature biases and tropical sea surface temperature biases and poor variability. Targeting these biases was crucial in order that the ES configuration could represent important biogeochemical climate feedbacks. Detailed descriptions and evaluations of particular HadGEM2 family members are included in a number of other publications, and the discussion here is limited to a summary of the overall performance using a set of model metrics which compare the way in which the various configurations simulate present-day climate and its variability.
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Protein tyrosine phosphorylation in angiosperms has been implicated in various physiological processes, including seed development and germination. In conifers, the role of tyrosine phosphorylation and the mechanisms of its regulation are yet to be investigated. In this study, we examined the profile of protein tyrosine phosphorylation in Scots pine seeds at different stages of germination. We detected extensive protein tyrosine phosphorylation in extracts from Scots pine (Pinus sylvestris L.) dormant seeds. In addition, the pattern of tyrosine phosphorylation was found to change significantly during seed germination, especially at earlier stages of post-imbibition which coincides with the initiation of cell division, and during the period of intensive elongation of hypocotyls. To better understand the molecular mechanisms of phosphotyrosine signaling, we employed affinity purification and mass spectrometry for the identification of pTyr-binding proteins from the extracts of Scots pine seedlings. Using this approach, we purified two proteins of 10 and 43 kDa, which interacted specifically with pTyr-Sepharose and were identified by mass spectrometry as P. sylvestris defensin 1 (PsDef1) and aldose 1-epimerase (EC:5.1.3.3), respectively. Additionally, we demonstrated that both endogenous and recombinant PsDef1 specifically interact with pTyr-Sepharose, but not Tyr-beads. As the affinity purification approach did not reveal the presence of proteins with known pTyr binding domains (SH2, PTB and C2), we suggest that plants may have evolved a different mode of pTyr recognition, which yet remains to be uncovered.
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Claviceps purpurea is a biotrophic fungal pathogen of grasses causing the ergot disease. The infection process of C. purpurea on rye flowers is accompanied by pectin degradation and polygalacturonase (PG) activity represents a pathogenicity factor. Wheat is also infected by C. purpurea and we tested whether the presence of polygalacturonase inhibiting protein (PGIP) can affect pathogen infection and ergot disease development. Wheat transgenic plants expressing the bean PvPGIP2 did not show a clear reduction of disease symptoms when infected with C. purpurea. To ascertain the possible cause underlying this lack of improved resistance of PvPGIP2 plants, we expressed both polygalacturonases present in the C. purpurea genome, cppg1 and cppg2 in Pichia pastoris. In vitro assays using the heterologous expressed PGs and PvPGIP2 showed that neither PG is inhibited by this inhibitor. To further investigate the role of PG in the C. purpurea/wheat system, we demonstrated that the activity of both PGs of C. purpurea is reduced on highly methyl esterified pectin. Finally, we showed that this reduction in PG activity is relevant in planta, by inoculating with C. purpurea transgenic wheat plants overexpressing a pectin methyl esterase inhibitor (PMEI) and showing a high degree of pectin methyl esterification. We observed reduced disease symptoms in the transgenic line compared with null controls. Together, these results highlight the importance of pectin degradation for ergot disease development in wheat and sustain the notion that inhibition of pectin degradation may represent a possible route to control of ergot in cereals.
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Our study investigated the effects of condensed tannins (CT) on rumen in vitro methane (CH4) production and fermentation characteristics by incubating lucerne in buffered rumen fluid in combination with different CT extracts at 0 (control), 40, 80 and 120 g CT/kg of substrate DM. Condensed tannins were extracted from four sainfoin accessions: Rees ‘A’, CPI63763, Cotswold Common and CPI63767. Gas production (GP) was measured using a fully automated GP apparatus with CH4 measured at distinct time points. Condensed tannins differed substantially in terms of polymer size and varied from 13 (Rees ‘A’) to 73 (CPI63767) mean degree of polymerization, but had relatively similar characteristics in terms of CT content, procyanidin: prodelphinidin (PC: PD) and cis:trans ratios. Compared to control, addition of CT from CPI63767 and CPI63763 at 80 and 120 g CT/kg of substrate DM reduced CH4 by 43% and 65%, and by 23% and 57%, respectively, after 24-h incubation. Similarly, CT from Rees ‘A’ and Cotswold Common reduced CH4 by 26% and 46%, and by 28% and 46% respectively. Addition of increasing level of CT linearly reduced the maximum rates of GP and CH4 production, and the estimated in vitro organic matter digestibility. There was a negative linear and quadratic (p < 0.01) relation between CT concentration and total volatile fatty acid (VFA) production. Inclusion of 80 and 120 g CT/kg of substrate DM reduced (p < 0.001) branched-chain VFA production and acetate: propionate ratio and was lowest for CPI63767. A decrease in proteolytic activity as indirectly shown by a change in VFA composition favouring a shift towards propionate and reduction in branched-chain VFA production varied with type of CT and was highest for CPI63767. In conclusion, these results suggest that tannin polymer size is an important factor affecting in vitro CH4 production which may be linked to the CT interaction with dietary substrate or microbial cells.
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It is now well documented that carbohydrates play multiple roles in biological processes, and hence are interesting targets for chemical biology and medicinal chemistry programmes. This review focuses on a subset of carbohydrates, specifically sialic acid containing carbohydrates. It highlights their occurrence and diversity, and presents evidence for their roles in a range of biological pathways. It illustrates that they are targets for novel medicinal chemistry strategies for a range of therapeutic areas, including cancer and immunity. Case studies highlight opportunities and challenges in this area, and sialic acid based drugs that have entered clinical practice, and are promising candidates for future disease intervention schemes, are discussed. The review concludes by highlighting perspectives and emerging roles for these targets.