Mechanisms of HCF protein proteolytic maturation

Abstract : Post-translational modifications such as proteolytic processing, phosphorylation, and glycosylation, add extra layers of complexity to proteomes and allow a finely tuned regulation of the activity of many proteins. The evolutionarily conserved cell-cycle and transcriptional regulator HCP-] is regulated by proteolytic maturation via which a stable heterodirneric complex of two cleaved subunits is formed from a single precursor protein. The human HCF-1 precursor is cleaved at six nearly identical 26 amino acid sequence repeats, called HCF-1pro repeats, which represent uncommon protease recognition sites dedicated to human HCF-1 proteolysis. This proteolytic maturation process is conserved in vertebrate HCF-1 homologues and is essential for the functions of the human protein in cell-cycle regulation; the mechanisms that execute and control HCF-1 proteolysis, however, remain poorly understood. In this dissertation I investigate the mechanisms of proteolytic maturation of HCF-1 proteins in different species. I show that the Drosophila homolog of human HCF-1, called dHCP, is proteolytically cleaved via a different mechanism than human HCF-1. dHCP is processed by the same protease, called Taspase], which cleaves one of the key developmental regulators in flies, the Trithorax protein. Maturation of HCP proteins via Taspase] cleavage is probably not particular to dHCP as many invertebrate HCP proteins, particularly insects and flatworms, possess Taspase] recognition sites. In contrast, the vertebrate HCF-1 proteins lack Taspase] recognition sites and the HCF-1pro repeats are not Taspase1 substrates, suggesting that multiple mechanisms for HCF-1 proteolytic maturation have appeared during evolution. I also show that the proteolytic activity responsible for the cleavage of the HCP- 1pro repeats is very difficult to characterize, being resistant to most protease inhibitors and very sensitive to biochemical fractionation. Moreover, the HCF-1pro repeats represent complex protease recognition sites and I demonstrate that, in addition to be the HCF-1 cleavage sites, these repeated sequences, also recruit the OG1cNAc transferase OGT. The OGT protein and the OG1cNAc modification of HCF-1 are both important for HCF-1pro repeat proteolysis. Interestingly, a human recombinant OGT purified from insect cells is able to induce cleavage of a HCF-1pro-repeat precursor in vitro, indicating that OGT either (i) induces HCF-1 autoproteolysis,(ii) is the HCF-1pro- repeat proteolytic activity itself, or (iii) physically associates with a proteolytic activity that is conserved in insect cells. In any case, OGT plays an important role in HCF-1 proteolytic maturation and perhaps a broader role in HCF-1 biological function. Résumé : Les modifications post-traductionelles pomme le clivage protéolytique, la phosphorylation, et la glycosylation, augmentent significativement la complexité des protéomes et permettent une régulation fine de l'activité de beaucoup de protéines. La protéine HCF-1, qui est un régulateur du cycle cellulaire et de la transcription, est elle- même régulée par clivage protéolytique. La protéine HCF-1 est en effet coupée en deux sous-unités qui s'associent l'une a l'autre pour former la protéine mature. Le précurseur de la protéine HCF-1 humaine est clivé à six sites correspondant à six séquences répétées nommées les HCF-1pro repeats, chacune composée de 26 acide aminés. Les HCF-1pro- repeats ne ressemblent ai aucune séquence de clivage protéolytique connue et sont présentes seulement dans les protéines HCF-1 chez les vertébrés. Bien que la maturation protéolytique d'HCF-1 soit essentielle pour les activités de cette protéine pendant le cycle cellulaire, les mécanismes qui la contrôlent restent inconnus. Au cours de mon travail de thèse, j'ai analysé les mécanismes de clivage protéolytique des protéines HCF dans différentes espèces. J'ai montré que la protéine de Drosophile homologue d'HCF-1 humaine nommée dHCF est clivée par une protéase nommée Taspase1. Ainsi, dHCF est clivé par la même protéase que celle qui induit la maturation protéolytique d'un des principaux facteurs du développement chez la mouche, la protéine Trithorax. La maturation de dHCF via le clivage par la Taspase1 n'est pas spécifique à la mouche, mais est probablement étendu à plusieurs protéines HCF chez les invertébrés, surtout dans les familles des insectes et des plathehninthes, car ces protéines HCF présentent des sites de reconnaissance pour la Taspasel. Par contre, les protéines HCF-1 chez les vertébrés n'ont pas de sites de reconnaissance pour la Taspasel et cela suggère que différents mécanismes de maturation des protéines HCF- ls ont apparu au cours de l'évolution. J'ai montré aussi que les HCF-1pro-repeats sont clivés par une activité protéolytique très difficile a identifier, car elle est résistante à la plupart des inhibiteurs de protéases, mais elle est très sensible au fractionnement biochimique. En plus, les HCF-1pro-repeats sont un site de protéolyse complexe qui ne sert pas seulement au clivage des protéines HCF- chez les vertébrés mais aussi à recruter l'enzyme responsable de la O- GlcNAcylation nommée OGT. La protéine OGT et la O-GlcNAcylatio d'HCF-1 sont toutes les deux importantes pour le clivage protéolytique des HCF1pro-repeats. Curieusement, la protéine OGT humaine produite dans des cellules d'insectes est capable de cliver les HCF-1pro repeats in vitro et cela suggère que OGT soit (i) induit le clivage autocatalytique cl'HCF-1, soit (ii) est elle-même l'activité protéolytique qui clive HCF4, soit (iii) est associée à une activité protéolytique conservée dans les cellules d'insectes qui a été co-purifiée avec OGT. En conclusion, OGT joue un rôle important dans la maturation protéolytique d'HCF-1 et peut-être aussi un rôle plus large dans les fonctions biologiques de la protéine HCF-1.

Detection of the basement membrane-degrading proteolytic activity of Paracoccidioides brasiliensis after SDS-PAGE using agarose overlays containing Abz-MKALTLQ-EDDnp

We have characterized, in the Paracoccidioides brasiliensis yeast phase, an exocellular SH-dependent serine proteinase activity against Abz-MKRLTL-EDDnp and analogous fluorescent-quenched peptides, and showed that it is also active against constituents of the basement membrane in vitro. In the present study, we separated the components of P. brasiliensis culture filtrates by electrophoresis and demonstrated that the serine-thiol exocellular proteinase has a diffuse and heterogeneous migration by SDS-PAGE, localizing in a region between 69 and 43 kDa. The hydrolytic activity was demonstrable after SDS-PAGE using buffered agarose overlays of Abz-MKALTLQ-EDDnp, following incubation at 37oC, and detection of fluorescent bands with a UV transilluminator. Hydrolysis was more intense when incubation was carried out at basic pH, and was completely inhibited with 2.5 mM PMSF and partially with sodium 7-hydroxymercuribenzoate (2.5 mM p-HMB), suggesting its serine-thiol nature. A proteolytic band with similar characteristics was observed in conventional gelatin zymograms, but could not be correlated with a silver-stained component. Detection of the serine-thiol proteinase in substrate gels after SDS-PAGE provides a useful way of monitoring purification of the basement membrane degrading enzyme.

Identification et caractérisation des principaux fragments du collagène de type II du cartilage équin, produit in vitro par l'enzyme cathepsine K

La dégradation protéolytique du collagène de type II est considérée comme étant un facteur majeur dans le processus irréversible de dégradation de la matrice cartilagineuse lors d’ostéoarthrose. Outre les collagénases de la famille des métaloprotéinases de la matrice (MMP-1, -8, -13), la cathepsine K est parmi les seules enzymes susceptibles de dégrader la triple hélice intacte du collagène de type II, devenant ainsi un élément pertinent pour les recherches sur l’ostéoarthrose. L’objectif à court terme de notre étude consiste en l’identification et la caractérisation de sites de clivage spécifiques de la cathepsine K sur le collagène de type II équin. La technique d’électrophorèse SDS-PAGE 1D permet la visualisation des produits de digestion et la validation des résultats de la caractérisation moléculaire des fragments protéolytiques. La caractérisation est réalisée en combinant la digestion trypsique précédant l’analyse HPLC-ESI/MS. Les résultats ont permis d’établir les sites, présents sur la carte peptidique de la molécule de collagène de type II équin, des 48 résidus prolines (P) et 5 résidus lysines (K) supportant une modification post-traductionnelle. De plus, 6 fragments majeurs, différents de ceux produits par les MMPs, sont observés par SDS-PAGE 1D puis confirmés par HPLC-ESI/MS, correspondant aux sites suivants : F1 [G189-K190], F2 [G252-P253], F3 [P326-G327], F4 [P428-G429], F5 [P563-G564] et F6 [P824-G825]. Le fragment F1 nouvellement identifié suggère un site de clivage différent de l’étude antérieure sur le collagène de type II bovin et humain. L’objectif à long terme serait le développement d’anticorps spécifiques au site identifié, permettant de suivre l’activité protéolytique de la cathepsine K par immunohistochimie et ÉLISA, dans le cadre du diagnostic de l’ostéoarthrose.

Characterization of glutaraldehyde-immobilized chymotrypsin and an in-situ immobilized enzyme reactor using capillary electrophoresis-based peptide mapping

La digestion enzymatique des protéines est une méthode de base pour les études protéomiques ainsi que pour le séquençage en mode « bottom-up ». Les enzymes sont ajoutées soit en solution (phase homogène), soit directement sur le gel polyacrylamide selon la méthode déjà utilisée pour l’isolation de la protéine. Les enzymes protéolytiques immobilisées, c’est-à-dire insolubles, offrent plusieurs avantages tels que la réutilisation de l’enzyme, un rapport élevé d’enzyme-sur-substrat, et une intégration facile avec les systèmes fluidiques. Dans cette étude, la chymotrypsine (CT) a été immobilisée par réticulation avec le glutaraldehyde (GA), ce qui crée des particules insolubles. L’efficacité d’immobilisation, déterminée par spectrophotométrie d’absorbance, était de 96% de la masse totale de la CT ajouté. Plusieurs différentes conditions d’immobilisation (i.e., réticulation) tels que la composition/pH du tampon et la masse de CT durant la réticulation ainsi que les différentes conditions d’entreposage tels que la température, durée et humidité pour les particules GA-CT ont été évaluées par comparaison des cartes peptidiques en électrophorèse capillaire (CE) des protéines standards digérées par les particules. Les particules de GA-CT ont été utilisés pour digérer la BSA comme exemple d’une protéine repliée large qui requit une dénaturation préalable à la digestion, et pour digérer la caséine marquée avec de l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC) comme exemple d’un substrat dérivé afin de vérifier l’activité enzymatique du GA-CT dans la présence des groupements fluorescents liés au substrat. La cartographie peptidique des digestions par les particules GA-CT a été réalisée par CE avec la détection par absorbance ultraviolet (UV) ou fluorescence induite par laser. La caséine-FITC a été, en effet, digérée par GA-CT au même degré que par la CT libre (i.e., soluble). Un microréacteur enzymatique (IMER) a été fabriqué par immobilisation de la CT dans un capillaire de silice fondu du diamètre interne de 250 µm prétraité avec du 3-aminopropyltriéthoxysilane afin de fonctionnaliser la paroi interne avec les groupements amines. Le GA a été réagit avec les groupements amine puis la CT a été immobilisée par réticulation avec le GA. Les IMERs à base de GA-CT étaient préparé à l’aide d’un système CE automatisé puis utilisé pour digérer la BSA, la myoglobine, un peptide ayant 9 résidus et un dipeptide comme exemples des substrats ayant taille large, moyenne et petite, respectivement. La comparaison des cartes peptidiques des digestats obtenues par CE-UV ou CE-spectrométrie de masse nous permettent d’étudier les conditions d’immobilisation en fonction de la composition et le pH du tampon et le temps de réaction de la réticulation. Une étude par microscopie de fluorescence, un outil utilisé pour examiner l’étendue et les endroits d’immobilisation GA-CT dans l’IMER, ont montré que l’immobilisation a eu lieu majoritairement sur la paroi et que la réticulation ne s’est étendue pas si loin au centre du capillaire qu’anticipée.

Effect of prolonged intravenous glucose and essential amino acid infusion on nitrogen balance, muscle protein degradation and ubiquitin-conjugating enzyme gene expression in calves

Background: Intravenous infusions of glucose and amino acids increase both nitrogen balance and muscle accretion. We hypothesised that co-infusion of glucose ( to stimulate insulin) and essential amino acids (EAA) would act additively to improve nitrogen balance by decreasing muscle protein degradation in association with alterations in muscle expression of components of the ubiquitin-proteasome proteolytic pathway. Methods: We examined the effect of a 5 day intravenous infusions of saline, glucose, EAA and glucose + EAA, on urinary nitrogen excretion and muscle protein degradation. We carried out the study in 6 restrained calves since ruminants offer the advantage that muscle protein degradation can be assessed by excretion of 3 methyl-histidine and multiple muscle biopsies can be taken from the same animal. On the final day of infusion blood samples were taken for hormone and metabolite measurement and muscle biopsies for expression of ubiquitin, the 14-kDa E2 ubiquitin conjugating enzyme, and proteasome sub-units C2 and C8. Results: On day 5 of glucose infusion, plasma glucose, insulin and IGF-1 concentrations were increased while urea nitrogen excretion and myofibrillar protein degradation was decreased. Co-infusion of glucose + EAA prevented the loss of urinary nitrogen observed with EAA infusions alone and enhanced the increase in plasma IGF-1 concentration but there was no synergistic effect of glucose + EAA on the decrease in myofibrillar protein degradation. Muscle mRNA expression of the ubiquitin conjugating enzyme, 14-kDa E2 and proteasome sub-unit C2 were significantly decreased, after glucose but not amino acid infusions, and there was no further response to the combined infusions of glucose + EAA. Conclusion: Prolonged glucose infusion decreases myofibrillar protein degradation, prevents the excretion of infused EAA, and acts additively with EAA to increase plasma IGF-1 and improve net nitrogen balance. There was no evidence of synergistic effects between glucose + EAA infusion on muscle protein degradation or expression of components of the ubiquitin-proteasome proteolytic pathway.

Biochemical and functional properties of a thrombin-like enzyme isolated from Bothrops pauloensis snake venom

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

Molecular characterization of BjussuSP-I, a new thrombin-like enzyme with procoagulant and kallikrein-like activity isolated from Bothrops jararacussu snake venom

A thrombin-like enzyme, named BjussuSP-I, isolated from Bothrops jararacussu snake venom, is an acidic single-chain glycoprotein with M-r = 61,000, pI similar to 3.8 and 6% sugar. BjussuSP-I shows high proteolytic activity upon synthetic substrates, such as S-2238 and S-2288. It also shows procoagulant and kallikrein-like activity, but is unable to act on platelets and plasmin. These activities are inhibited by specific inhibitors of this class of enzymes. The complete cDNA sequence of BjussuSP-I with 696 bp encodes open reading frames of 232 amino acid residues, which conserve the common domains of thrombin-like serine proteases. BjussuSP-I shows a high structural homology with other thrombin-like enzymes from snake venoms where common amino acid residues are identified as those corresponding to the catalytic site and subsites S1, S2 and S3 already reported. In this study, we also demonstrated the importance of N-linked glycans, to improve thrombin-like activity of BjussuSP-I toxin. (c) 2007 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Role of different proteolytic pathways in degradation of muscle protein from streptozotocin-diabetic rats

In vitro rates of overall proteolysis and the activities of four different proteolytic pathways (lysosomal, Ca2+ dependent, ATP dependent, and ATP independent), as well as rates of protein synthesis, were measured in soleus and extensor digitorum longus (EDL) muscles from streptozotocin- diabetic rats. In the acute phase (1-3 days) of diabetes, there was an increase in overall proteolysis that coincided with an increased activity of the Ca2+-dependent pathway in both soleus and EDL and of the ATP-dependent pathway in EDL. After longer periods (5-10 days) of diabetes, the overall rate of protein degradation decreased and reached values similar to or even lower than those of controls as a result of a reduction in the activities of Ca2+-dependent and ATP-dependent pathways. No change was detected at any time interval in the activity of the intralysosomal proteolytic system in muscles from diabetic animals. Rates of protein synthesis were already reduced 24 h after diabetes induction and decreased further thereafter. Insulin treatment restored to normal the activities of the proteolytic pathways and rates of protein synthesis.

Immobilization of papain on chitin and chitosan and recycling of soluble enzyme for deflocculation of saccharomyces cerevisiae from bioethanol distilleries

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

Probiotic yogurts manufactured with increased glucose oxidase levels: Postacidification, proteolytic patterns, survival of probiotic microorganisms, production of organic acid and aroma compounds

We investigated the effect of increased glucose oxidase concentration as a technological option to decrease oxidative stress during the processing of probiotic yogurts. Probiotic yogurts were produced with increased concentrations of glucose oxidase (0, 250, 500, 750, or 1,000 mg/kg) and submitted to physicochemical and microbiological analysis at 1, 15, and 30 d of refrigerated storage. Higher concentrations of glucose oxidase (750 and 1,000 mg/kg) and a longer storage time were found to have an influence on the characteristics of the probiotic yogurt, contributing to more extensive post-acidification, an increase in the dissolved oxygen level, and higher proteolysis. In addition, increased production of aroma compounds (diacetyl and acetaldehyde) and organic acids (mainly lactic acid) and a decrease in the probiotic bacteria count were reported. The use of glucose oxidase was a feasible option to minimize oxidative stress in probiotic yogurts. However, supplementation with excessive amounts of the enzyme may be ineffective, because insufficient substrate (glucose) is present for its action. Consumer tests should be performed to evaluate changes in the sensory attributes of the probiotic yogurts with increased supplementation of glucose oxidase. In addition, packaging systems with different permeability to oxygen should be evaluated.

Staphylococcus aureus thiaminase II: oligomerization warrants proteolytic protection against serine proteases

Staphylococcus aureus TenA (SaTenA) is a thiaminase type II enzyme that catalyzes the deamination of aminopyrimidine, as well as the cleavage of thiamine into 4-amino-5-hydroxymethyl-2-methylpyrimidine (HMP) and 5-(2-hydroxyethyl)-4-methylthiazole (THZ), within thiamine (vitamin B1) metabolism. Further, by analogy with studies of Bacillus subtilis TenA, SaTenA may act as a regulator controlling the secretion of extracellular proteases such as the subtilisin type of enzymes in bacteria. Thiamine biosynthesis has been identified as a potential drug target of the multi-resistant pathogen S. aureus and therefore all enzymes involved in the S. aureus thiamine pathway are presently being investigated in detail. Here, the structure of SaTenA, determined by molecular replacement and refined at 2.7 A ° resolution to an R factor of 21.6% with one homotetramer in the asymmetric unit in the orthorhombic space group P212121, is presented. The tetrameric state of wild-type (WT) SaTenA was postulated to be the functional biological unit and was confirmed by small-angle X-ray scattering (SAXS) experiments in solution. To obtain insights into structural and functional features of the oligomeric SaTenA, comparative kinetic investigations as well as experiments analyzing the structural stability of the WT SaTenA tetramer versus a monomeric SaTenA mutant were performed.

The relevance of the silica metabolizing enzyme silicatein-alpha to biomineralization and the formation of biogenic silica in siliceous sponges

Die technische Silikatproduktion erfordert in der Regel hohe Temperaturen und extreme pH-Werte. In der Natur hingegen haben insbesondere Kieselschwämme die außergewöhnliche Fähigkeit, ihr Silikatskelett, das aus einzelnen sogenannten Spiculae besteht, enzymatisch mittels des Proteins Silicatein zu synthetisieren. rnIm Inneren der Spiculae, im zentralen Kanal, befindet sich das Axialfilament, welches hauptsächlich aus Silicatein-α aufgebaut ist. Mittels Antikörperfärbungen und Elektronenmikroskopischen Analysen konnte festgestellt werden, dass Silicatein in mit Kieselsäure-gefüllten Zellorganellen (silicasomes) nachzuweisen ist. Mittels dieser Vakuolen kann das Enzym und die Kieselsäure aus der Zelle zu den Spiculae im extrazellulären Raum befördert werden, wo diese ihre endgültige Länge und Dicke erreichen. Zum ersten Mal konnte nachgewiesen werden, dass rekombinant hergestelltes Silicatein-α sowohl als Siliciumdioxid-Polymerase als auch Siliciumdioxid-Esterase wirkt. Mittels Massenspektroskopie konnte die enzymatische Polymerisation von Kieselsäure nachverfolgt werden. Durch Spaltung der Esterbindung des künstlichen Substrates Bis(p-aminophenoxy)-dimethylsilan war es möglich kinetische Parameter der Siliciumdioxid-Esterase-Aktivität des rekombinanten Silicateins zu ermitteln.rnZu den größten biogenen Silikatstukuren auf der Erde gehören die Kieselnadeln der Schwammklasse Hexactinellida. Nadelextrakte aus den Schwammklassen Demospongien (S. domuncula) und Hexactinellida (M. chuni) wurden miteinander verglichen um die potentielle Existenz von Silicatein oder Silicatein-ähnliche Molekülen und die dazu gehörige proteolytischen Aktivität nachzuweisen. Biochemische Analysen zeigten, dass das 27 kDA große isolierte Polypeptid in Monoraphis mehrere gemeinsame Merkmale mit den Silicateinen der Demospongien teilt. Dazu gehören die Größe und die Proteinase-Aktivität. rnUm die Frage zu klären, ob das axiale Filament selbst zur Formbildung der Skelettelemente beiträgt, wurde ein neues mildes Extraktionsverfahren eingeführt. Dieses Verfahren ermöglichte die Solubilisierung des nativen Silicateins aus den Spiculae. Die isolierten Silicateine lagen als Monomere (24 kDa) vor, die Dimere durch nicht-kovalente Bindungen ausbildeten. Darüber hinaus konnten durch PAGE-Gelelektrophorese Tetramere (95 kDa) und Hexamere (135 kDa) nachgewiesen werden. Die Monomere zeigten eine beträchtliche proteolytische Aktivität, die sich während der Polymerisationsphase des Proteins weiter erhöhte. Mit Hilfe der Lichtmikroskopie und Elektronenmikroskopie (TEM) konnte die Assemblierung der Proteine zu filamentartigen Strukturen gezeigt werden. Die Selbstorganisation der Silicatein-α-Monomeren scheint eine Basis für Form- und Musterbildung der wachsenden Nadeln zu bilden.rn Um die Rolle des kürzlich entdeckten Proteins Silintaphin-1, ein starker Interaktionspartner des Silicatein-α, während der Biosilifizierung zu klären, wurden Assemblierungs-Experimente mit den rekombinanten Proteinen in vitro durchgeführt. Zusätzlich wurde deren Effekt auf die Biosilikatsynthese untersucht. Elektronenmikroskopische Analysen ergaben, dass rekombinantes Silicatein-α zufällig verteilte Aggregate bildet, während die Koinkubation beider Proteine (molekulares Verhältnis 4:1) über fraktal artige Strukturen zu Filamenten führt. Auch die enzymatische Aktivität der Silicatein-α-vermittelte Biosilikatsynthese erhöhte sich in Gegenwart von Silintaphin-1 um das 5,3-fache. rn

The substrate degradome of meprin metalloproteases reveals an unexpected proteolytic link between meprin β and ADAM10.

The in vivo roles of meprin metalloproteases in pathophysiological conditions remain elusive. Substrates define protease roles. Therefore, to identify natural substrates for human meprin α and β we employed TAILS (terminal amine isotopic labeling of substrates), a proteomics approach that enriches for N-terminal peptides of proteins and cleavage fragments. Of the 151 new extracellular substrates we identified, it was notable that ADAM10 (a disintegrin and metalloprotease domain-containing protein 10)-the constitutive α-secretase-is activated by meprin β through cleavage of the propeptide. To validate this cleavage event, we expressed recombinant proADAM10 and after preincubation with meprin β, this resulted in significantly elevated ADAM10 activity. Cellular expression in murine primary fibroblasts confirmed activation. Other novel substrates including extracellular matrix proteins, growth factors and inhibitors were validated by western analyses and enzyme activity assays with Edman sequencing confirming the exact cleavage sites identified by TAILS. Cleavages in vivo were confirmed by comparing wild-type and meprin(-/-) mice. Our finding of cystatin C, elafin and fetuin-A as substrates and natural inhibitors for meprins reveal new mechanisms in the regulation of protease activity important for understanding pathophysiological processes.

Alphaviruses induce apoptosis in Bcl-2-overexpressing cells: evidence for a caspase-mediated, proteolytic inactivation of Bcl-2

Bcl-2 oncogene expression plays a role in the establishment of persistent viral infection by blocking virus-induced apoptosis. This might be achieved by preventing virus-induced activation of caspase-3, an IL-1beta-converting enzyme (ICE)-like cysteine protease that has been implicated in the death effector phase of apoptosis. Contrary to this model, we show that three cell types highly overexpressing functional Bcl-2 displayed caspase-3 activation and underwent apoptosis in response to infection with alphaviruses Semliki Forest and Sindbis as efficiently as vector control counterparts. In all three cell types, overexpressed 26 kDa Bcl-2 was cleaved into a 23 kDa protein. Antibody epitope mapping revealed that cleavage occurred at one or two target sites for caspases within the amino acid region YEWD31 (downward arrow) AGD34 (downward arrow) A, removing the N-terminal BH4 region known to be essential for the death-protective activity of Bcl-2. Preincubation of cells with the caspase inhibitor Z-VAD prevented Bcl-2 cleavage and partially restored the protective activity of Bcl-2 against virus-induced apoptosis. Moreover, a murine Bcl-2 mutant having Asp31, Asp34 and Asp36 substituted by Glu was resistant to proteolytic cleavage and abrogated apoptosis following virus infection. These findings indicate that alphaviruses can trigger a caspase-mediated inactivation of Bcl-2 in order to evade the death protection imposed by this survival factor.

The response of four winter wheat (Triticum aestivum L.) varieties to field water deficit: leaf anti-oxidative protection and proteolytic activity

Introduction: Drought is one of the most significant factors that limit plant productivity. Oxidative stress is a secondary event in many unfavorable environmental conditions. Intracellular proteases have a role in the metabolism reorganisation and nutrient remobilization under stress. In order to under stand the relative significance of oxidative stress and proteolysis in the yield reduction under drought, four varieties of Triticum aestivum L. with different field drought resistance were examined. Methods: A two-year field experiment was conducted. Analyses were performed on the upper most leaf of control plants and plants under water deficitat the stages most critical for yield reduction under drought (from jointing till milk ripeness). Leaf water deficit and electrolyte leakage, malondyaldehyde level, activities and isoenzymes of superoxide dismutase, catalase and peroxidase, leaf protein content and proteolytic activity were studied. Yield components were analyzed. Results: A general trend of increasing the membrane in stability and accumulation of lipid hydroperoxides was observed with some differences among varieties, especially under drought. The anti-oxidative enzyme activities were progressively enhanced, as well as the azocaseinolytic activities. The leaf protein content decreased under drought at the last phase. Differences among varieties were observed in the parameters under study. They were compared to yield components` reduction under water deprivation.