A novel form of CYP3A from rat brain: cDNA cloning, protein characterization and gene regulation of cytochrome P450 3A9

One full length cDNA clone, designated 3aH15, was isolated from a rat brain cDNA library using a fragment of CYP3A2 cDNA as a probe. 3aH15 encoded a protein composed of 503 amino acid residues. The deduced amino acid sequence of 3aH15 was 92% identical to mouse Cyp3a-13 and had a 68.4% to 76.5% homology with the other reported rat CYP3A sequences. Clone 3aH15 was thus named CYP3A9 by Cytochrome P450 Nomenclature Committee. CYP3A9 seems to the major CYP3A isozyme expressed in rat brain. Sexual dimorphism of the expression of CYP3A9 was shown for the first time in rat brain as well as in rat liver. CYP3A9 appears to be female specific in rat liver based on the standards proposed by Kato and Yamazoe who defined sex specific expression of P450s as being a 10-fold or higher expression level in one sex compared with the other. CYP3A9 gene expression was inducible by estrogen treatment both in male and in female rats. Male rats treated with estrogen had a similar expression level of CYP3A9 mRNA both in the liver and brain. Ovariectomy of adult female rats drastically reduced the mRNA level of CYP3A9 which could be fully restored by estrogen replacement. On the other hand, only a two-fold induction of CYP3A9 expression by dexamethasone was observed in male liver and no significant induction of CYP3A9 mRNA was observed in female liver or in the brains. These results suggest that estrogen may play an important role in the female specific expression of the CYP3A9 gene and that CYP3A9 gene expression is regulated differently from other CYP3A isozymes. ^ P450 3A9 recombinant protein was expressed in E. coli using the pCWOri+ expression vector and the MALLLAVF amino terminal sequence modification. This construct gave a high level of expression (130 nmol P450 3A9/liter culture) and the recombinant protein of the modified P450 3A9 was purified to electrophoretic homogeneity (10.1 nmol P450/mg protein) from solubilized fractions using two chromatographic steps. The purified P450 3A9 protein was active towards the metabolism of many clinically important drugs such as imipramine, erythromycin, benzphetamine, ethylmorphine, chlorzoxazone, cyclosporine, rapamycin, etc. in a reconstituted system containing lipid and rat NADPH-P450 reductase. Although P450 3A9 was active towards the catabolism of testosterone, androstenedione, dehydroepiandrosterone (DHEA) and 17β-estradiol, P450 3A9 preferentially catalyzes the metabolism of progesterone to form four different hydroxylated products. Optimal reconstitution conditions for P450 3A9 activities required a lipid mixture and GSH. The possible mechanisms of the stimulatory effects of GSH on P450 3A9 activities are discussed. Sexually dimorphic expression of P450 3A9 in the brain and its involvement in many neuroactive drugs as well as neurosteroids suggest the possible role of P450 3A9 in some mental disorders and brain functions. ^

Protein-protein interaction between phototaxis receptor sensory Rhodopsin I and its transducer HtrI

The molecular complex containing the seven transmembrane helix photoreceptor S&barbelow;ensory R&barbelow;hodopsin I&barbelow; (SRI) and transducer protein HtrI (H&barbelow;alobacterial Transducer for SRI&barbelow;) mediates color-sensitive phototaxis responses in the archaeon Halobacterium salinarum. Orange light causes an attractant response by a one-photon reaction and white light (orange + UV light) a repellent response by a two-photon reaction. Three aspects of SRI-HtrI structure/function and the signal transduction pathway were explored. First, the coupling of HtrI to the photoactive site of SRI was analyzed by mutagenesis and kinetic spectroscopy. Second, SRI-HtrI mutations and suppressors were selected and characterized to elucidate the color-sensing mechanism. Third, the signal relay through the transducer-bound histidine kinase was analyzed using an in vitro reconstitution system with known and newly identified taxis components. ^ Twenty-one mutations on HtrI were introduced by site-directed mutagenesis. Several replacements of charged residues perturbed the photochemical kinetics of SRI which led to the finding of a cluster of residues at the membrane/cytoplasm interface in HtrI electrostatically coupled to the photoactive site of SRI. We found by laser-flash kinetic spectroscopy that the transducer and these residues have specific effects on the light-induced proton transfer between the retinal chromophore and the protein. ^ One of the mutations showed an unusual mutant phenotype we called “inverted” signaling, in which the cell produces a repellent response to normally attractant light. Therefore, this mutant (E56Q of HtrI) had lost the color-discrimination by the SRI-HtrI complex. We used suppressor analysis to better understand the phenotype. Certain suppressors resulted in return of attractant responses to orange light but with inversion of the normally repellent response to white light to an attractant response. To explain this and other results, we formulated the Conformational Shuttling model in which the HtrI-SRI complex is poised in a metastable equilibrium of two conformations shifted in opposite directions by orange and white light. We tested this model by behavioral analysis (computerized cell tracking and motion study) of double mutants of inverting and suppressing mutations and the results confirmed the equilibrium-shift explanation. ^ We developed an in vitro system for measuring the effect of purified transducer on the histidine-kinase CheAH that controls the flagellar motor switch. The rate of kinase autophosphorylation was stimulated >2 fold in the reconstitution of the complete signal transduction system from purified components from H. salinarum. The in vitro assay also showed that the kinase activity was reduced in the absence and in the presence of high levels of linker protein CheWH. (Abstract shortened by UMI.) ^

CYTOCHROME P450 MEDIATED REDUCTIVE DEHALOGENATION OF HEXACHLOROBENZENE

The role of the cytochrome (CYT) P-450 mixed-function oxidase (MFO) in the biotransformation of hexachlorobenzene (HCB) was investigated, since in vivo interaction between this enzyme and chemical is very probable. HCB is a type I substrate with (Fe('3+)) CYT P-450 isozymes present in untreated, b-naphthoflavone (BNF) and phenobarbital (PB) induced rat liver microsomes. HCB dependent and saturable type I binding titrations yield spectral dissociation constants (K(,s)) of 180 and 83 uM for the isozymes present in untreated and PB induced microsomes, respectively. Purified CYT P-450b, the major isozyme induced by PB, produces HCB dependent and saturable type I spectra with a K(,s) of 0.38 uM.^ CYT P-450 mediated reductive dehalogenation occurs in microsomes and purified/reconstituted MFO systems and produces pentachlorobenzene (PCB) as the initial and major metabolite under both aerobic and anaerobic conditions. In microsomal reactions secondary metabolism of PCB occurs in the presence of oxygen. Pentachlorophenol (PCP) is produced only in aerobic reactions with PB induced microsomes with a concomitant decrease in PCB production. PCP is not detected in aerobic reactions with BNF induced microsomes, although PCB production is decreased compared to anaerobic conditions. A reaction scheme for the production of phenolic metabolities from PCB is deduced.^ CYT P-450 dependent and NADPH independent modes of PCB production occur with purified/reconstituted MFO systems and are consistent with dehalogenation pathways observed with microsomal experiments. The NADPH independent production of PCB requires native microsomal or purified MFO protein components and may be the result of nucleophilic displacement of a chlorine atom from HCB mediated or coupled with redox active functions (primary, secondary, tertiary and quarternary structures) of the proteins. CYT P-450 dependent production of PCB from HCB is isozyme dependent: CYT P-450c = CYT P-450d > CYT P-450a > CYT 450b. The low apparent specific activity may be due to non-optimal reconstitution conditions (e.g., isozyme choice and requirement of other microsomal elecron transport components) and secondary metabolism of PCB and the phenols derived from PCB. CYT P-450 mediated dehalogenation may be catalyzed through attack, by the iron oxene (postulated intermediate of CYT P-450 monooxygenations), at the chlorines of HCB instead of the aromatic nucleus. (Abstract shortened with permission of author.) ^

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Antiretrovirale Therapie

Antiretroviral therapy to treat HIV, as we know it today, is nothing less than a huge success story in modern medical history. What used to be an almost certain death-sentence was transformed into a very manageable chronic disease by means of highly efficient und mostly well tolerated drugs. Today, HIV-infected patients treated according to international recommendations have a very good chance to outgo the negative effects of HIV-1 and are therefore able to reach an almost normal life expectancy. Furthermore, patients successfully treated with antiretroviral drugs are no longer infectious, which is an essential aspect of global strategies to overcome the pandemic. Nevertheless, due to the complexity of HIV, physicians treating patients with antiretroviral therapy require profound knowledge of aspects such as viral resistance mechanisms and immune reconstitution, as well as drug-toxicity und drug-drug-interactions. Many other aspects such as long-term side-effects of antiretroviral drugs are still unknown. Strict adherence to treatment is of utmost importance.

L' Ornement Hébreu

par Vladimir Stassof et David Gunzburg

Brain sources of EEG gamma frequency during volitionally meditation-induced, altered states of consciousness, and experience of the self.

Multichannel EEG of an advanced meditator was recorded during four different, repeated meditations. Locations of intracerebral source gravity centers as well as Low Resolution Electromagnetic Tomography (LORETA) functional images of the EEG 'gamma' (35-44 Hz) frequency band activity differed significantly between meditations. Thus, during volitionally self-initiated, altered states of consciousness that were associated with different subjective meditation states, different brain neuronal populations were active. The brain areas predominantly involved during the self-induced meditation states aiming at visualization (right posterior) and verbalization (left central) agreed with known brain functional neuroanatomy. The brain areas involved in the self-induced, meditational dissolution and reconstitution of the experience of the self (right fronto-temporal) are discussed in the context of neural substrates implicated in normal self-representation and reality testing, as well as in depersonalization disorders and detachment from self after brain lesions.

Schnideoch, Alpes Bernoises, 2756 m: Découvertes archéologiques dans la glace du Néolithique au Haut Moyen Âge

Depuis que les glaciers fondent, la glace libère des objets hautement intéressants. C’est ainsi qu’en été 2003 une promeneuse a ramassé un objet qui a été remis au Service archéologique du canton de Berne. La datation au C14 révéla qu’il s’agit d’un fragment de carquois en écorce de bouleau datant du Néolithique Final. Depuis l’été 2004, le Service archéologique du canton de Berne étudie le site du Schnidejoch,un col situé à 2756 mètres d’altitude entre l’Oberland bernois et le Valais, et a ainsi pu récolter plus de 300 objets . L’éventail des objets découverts s’étend de bouts de vêtements préhistoriques en cuir et raphia à des épingles en bronze et des clous de souliers romains en passant par un carquois et des flèches. Les découvertes du Schnidejoch sont les plus anciennes du genre jamais faites dans les Alpes.

SNARE-fusion mediated insertion of membrane proteins into native and artificial membranes

Membrane proteins carry out functions such as nutrient uptake, ATP synthesis or transmembrane signal transduction. An increasing number of reports indicate that cellular processes are underpinned by regulated interactions between these proteins. Consequently, functional studies of these networks at a molecular level require co-reconstitution of the interacting components. Here, we report a SNARE protein-based method for incorporation of multiple membrane proteins into artificial membrane vesicles of well-defined composition, and for delivery of large water-soluble substrates into these vesicles. The approach is used for in vitro reconstruction of a fully functional bacterial respiratory chain from purified components. Furthermore, the method is used for functional incorporation of the entire F1F0 ATP synthase complex into native bacterial membranes from which this component had been genetically removed. The novel methodology offers a tool to investigate complex interaction networks between membrane-bound proteins at a molecular level, which is expected to generate functional insights into key cellular functions.

SNARE-fusion mediated inserton of membrane proteins into native and artificial membranes

Membrane proteins carry out functions such as nutrient uptake, ATP synthesis or transmembrane signal transduction. An increasing number of reports indicate that cellular processes are underpinned by regulated interactions between these proteins. Consequently, functional studies of these networks at a molecular level require co-reconstitution of the interacting components. Here, we report a SNARE-protein based method for incorporation of multiple membrane proteins into membranes, and for delivery of large water-soluble substrates into closed membrane vesicles. The approach is used for in vitro reconstruction of a fully functional bacterial respiratory chain from purified components. Furthermore, the method is used for functional incorporation of the entire F1F0-ATP synthase complex into native bacterial membranes from which this component had been genetically removed. The novel methodology offers a tool to investigate complex interaction networks between membrane-bound proteins at a molecular level, which is expected to generate functional insights into key cellular functions.

Indigenous enteric eosinophils control DCs to initiate a primary Th2 immune response in vivo.

Eosinophils natively inhabit the small intestine, but a functional role for them there has remained elusive. Here, we show that eosinophil-deficient mice were protected from induction of Th2-mediated peanut food allergy and anaphylaxis, and Th2 priming was restored by reconstitution with il4(+/+) or il4(-/-) eosinophils. Eosinophils controlled CD103(+) dendritic cell (DC) activation and migration from the intestine to draining lymph nodes, events necessary for Th2 priming. Eosinophil activation in vitro and in vivo led to degranulation of eosinophil peroxidase, a granule protein whose enzymatic activity promoted DC activation in mice and humans in vitro, and intestinal and extraintestinal mouse DC activation and mobilization to lymph nodes in vivo. Further, eosinophil peroxidase enhanced responses to ovalbumin seen after immunization. Thus, eosinophils can be critical contributors to the intestinal immune system, and granule-mediated shaping of DC responses can promote both intestinal and extraintestinal adaptive immunity.

Schnidejoch und Lötschenpass. Archäologische Forschungen in den Berner Alpen. Schnidejoch et Lötschenpass. Investigations archéologiques dans les Alpes bernoises.

Archäologie in den Hochalpen: Vom Rückgang der Gletscher sind auch archäologische Objekte betroffen. Über Jahrtausende hinweg haben sie im Eis überdauert, nun kommen sie zum Vorschein. Im Hitzesommer 2003 fand eine Wanderin am Schnidejoch ein fremdartiges Objekt aus Birkenrinde. Es erwies sich als Teil eines 4800 Jahre alten Bogenfutterals. In den Jahren 2004 bis 2011 unternahm der Archäologische Dienst des Kantons Bern über 30 Begehungen der Nordseite und – zusammen mit der Walliser Kantonsarchäologie – auch der Südseite des Schnidejochs. Zahlreiche weitere Funde aus Holz, Leder und Metall konnten geborgen und wissenschaftlich untersucht werden. Einzigartige Funde Zu den spektakulärsten Funden vom Schnidejoch zählt das Bogenfutteral aus Birkenrinde. Weiter stechen aus den rund 900 Funden ein Pfeilbogen, mehrere vollständige Pfeile und Fragmente einer Schale aus Ulmenholz hervor. Es handelt sich dabei um das älteste Holzgefäss der Schweiz. Weitere herausragende Funde sind ein bronzezeitliches Holzgefäss aus Birkenrinde, eine bronzezeitliche Gewandnadel sowie Bekleidung und Schuhe aus Leder. Archéologie dans les Alpes bernoises Le recul des glaciers a aussi un impact sur les découvertes archéologiques. Il fait réapparaître des objets préservés dans les glaces depuis des millénaires. Pendant l’été caniculaire de 2003, une randonneuse a découvert un objet singulier en écorce de bouleau, qui s’est avéré être un morceau de carquois vieux de 4800 ans. De 2004 à 2011, le Service archéologique du canton de Berne s’est rendu plus de trente fois sur le versant nord du Schnidejoch et, en collaboration avec le Service d’archéologie du canton du Valais, sur le versant sud de ce col. De nombreux autres objets en bois, cuir et métal ont pu être mis au jour et étudiés scientifiquement. Des découvertes uniques Le carquois en écorce de bouleau constitue l’une des découvertes les plus sensationnelles du Schnidejoch. Parmi les quelque 900 objets mis au jour figurent un arc, plusieurs flèches complètes et les fragments d’un bol en bois d’orme. Ce bol est le plus ancien récipient en bois de Suisse. D’autres trouvailles spectaculaires ont été faites, notamment un récipient en écorce de bouleau et une épingle à vêtements datant de l’Âge du Bronze ainsi que des vêtements et des chaussures en cuir.

Mimicking respiratory phosphorylation using purified enzymes

The enzymes of oxidative phosphorylation are a striking example of the functional association of multiple enzyme complexes, working together to form ATP from cellular reducing equivalents. These complexes, such as cytochrome c oxidase or the ATP synthase, are typically investigated individually and therefore, their functional interplay is not well understood. Here, we present methodology that allows the co-reconstitution of purified terminal oxidases and ATP synthases in synthetic liposomes. The enzymes are functionally coupled via proton translocation where upon addition of reducing equivalents the oxidase creates and maintains a transmembrane electrochemical proton gradient that energizes the synthesis of ATP by the F1F0 ATP synthase. The method has been tested with the ATP synthases from Escherichia coli and spinach chloroplasts, and with the quinol and cytochrome c oxidases from E. coli and Rhodobacter sphaeroides, respectively. Unlike in experiments with the ATP synthase reconstituted alone, the setup allows in vitro ATP synthesis under steady state conditions, with rates up to 90 ATP×s(-1)×enzyme(-1). We have also used the novel system to study the phenomenon of "mild uncoupling" as observed in mitochondria upon addition of low concentrations of ionophores (e.g. FCCP, SF6847) and the recoupling effect of 6-ketocholestanol. While we could reproduce the described effects, our data with the in vitro system does not support the idea of a direct interaction between a mitochondrial protein and the uncoupling agents as proposed earlier.

2D and 3D crystallization of the wild-type IIC domain of the glucose PTS transporter from Escherichia coli.

The bacterial phosphoenolpyruvate: sugar phosphotransferase system serves the combined uptake and phosphorylation of carbohydrates. This structurally and functionally complex system is composed of several conserved functional units that, through a cascade of phosphorylated intermediates, catalyze the transfer of the phosphate moiety from phosphoenolpyruvate to the substrate, which is bound to the integral membrane domain IIC. The wild-type glucose-specific IIC domain (wt-IIC(glc)) of Escherichia coli was cloned, overexpressed and purified for biochemical and functional characterization. Size-exclusion chromatography and scintillation-proximity binding assays showed that purified wt-IIC(glc) was homogenous and able to bind glucose. Crystallization was pursued following two different approaches: (i) reconstitution of wt-IIC(glc) into a lipid bilayer by detergent removal through dialysis, which yielded tubular 2D crystals, and (ii) vapor-diffusion crystallization of detergent-solubilized wt-IIC(glc), which yielded rhombohedral 3D crystals. Analysis of the 2D crystals by cryo-electron microscopy and the 3D crystals by X-ray diffraction indicated resolutions of better than 6Å and 4Å, respectively. Furthermore, a complete X-ray diffraction data set could be collected and processed to 3.93Å resolution. These 2D and 3D crystals of wt-IIC(glc) lay the foundation for the determination of the first structure of a bacterial glucose-specific IIC domain.