Oestrogen receptor beta in adenoid cystic carcinoma of salivary glands

Aims: This study aimed to describe the expression of oestrogen receptor (ER)alpha, ER beta and aromatase in salivary gland adenoid cystic carcinoma (ACC). Methods and results: ER alpha, ER beta and aromatase expression was analysed by immunohistochemistry in tissue microarray blocks from 38 cases of ACC and seven normal salivary glands. The intracellular localization and amount of total protein expression were investigated by immunofluorescence and western blotting in an ACC cell line. Western blotting analysis showed overexpression of ER alpha, ER beta and aromatase in the ACC cell line; however, with immunofluorescence, only ER beta was shown to be expressed in the nucleus. Immunohistochemistry revealed positive nuclear expression of ER beta, positive cytoplasmic expression of aromatase and a lack of ER alpha expression as compared with normal salivary glands. Conclusions: The nuclear expression of ER beta indicates that oestrogen may be active in ACC and possibly able to mediate E2-targeted gene transcription. This study strongly suggests that ER beta may be involved in tumour progression, playing a role in tumour development, and thus corroborating the indication for ER antagonists in the clinical control of ACC. This study opens a new perspective on the potential use of anti-oestrogens and aromatase inhibitors as therapeutic agents against ACC.

Increased fibroblast telomerase expression precedes myofibroblast alpha-smooth muscle actin expression in idiopathic pulmonary fibrosis

OBJECTIVE: This study sought to identify the relationship between fibroblast telomerase expression, myofibroblasts, and telomerase-mediated regulatory signals in idiopathic pulmonary fibrosis. METHODS: Thirty-four surgical lung biopsies, which had been obtained from patients with idiopathic pulmonary fibrosis and histologically classified as usual interstitial pneumonia, were examined. Immunohistochemistry was used to evaluate fibroblast telomerase expression, myofibroblast alpha-smooth muscle actin expression and the tissue expression of interleukin-4, transforming growth factor-beta, and basic fibroblast growth factor. The point-counting technique was used to quantify the expression of these markers in unaffected, collapsed, mural fibrosis, and honeycombing areas. The results were correlated to patient survival. RESULTS: Fibroblast telomerase expression and basic fibroblast growth factor tissue expression were higher in collapsed areas, whereas myofibroblast expression and interleukine-4 tissue expression were higher in areas of mural fibrosis. Transforming growth factor-beta expression was higher in collapsed, mural fibrosis and honeycombing areas in comparison to unaffected areas. Positive correlations were found between basic fibroblast growth factor tissue expression and fibroblast telomerase expression and between interleukin-4 tissue expression and myofibroblast alpha-smooth muscle actin expression. Negative correlations were observed between interleukin-4 expression and basic fibroblast growth factor tissue expression in areas of mural fibrosis. Myofibroblast alpha-smooth muscle actin expression and interleukin-4 tissue expression in areas of mural fibrosis were negatively associated with patient survival. CONCLUSION: Fibroblast telomerase expression is higher in areas of early remodeling in lung tissues demonstrating typical interstitial pneumonia, whereas myofibroblast alpha-smooth muscle actin expression predominates in areas of late remodeling. These events seem to be regulated by basic fibroblast growth factor and interleukin-4 tissue expression, respectively.

Characterization of Heparin-induced Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase Early Amyloid-like Oligomers and Their Implication in alpha-Synuclein Aggregation

Lewy bodies and Lewy neurites, neuropathological hallmarks of several neurological diseases, are mainly made of filamentous assemblies of alpha-synuclein. However, other macromolecules including Tau, ubiquitin, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, and glycosaminoglycans are routinely found associated with these amyloid deposits. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is a glycolytic enzyme that can form fibrillar aggregates in the presence of acidic membranes, but its role in Parkinson disease is still unknown. In this work, the ability of heparin to trigger the amyloid aggregation of this protein at physiological conditions of pH and temperature is demonstrated by infrared and fluorescence spectroscopy, dynamic light scattering, small angle x-ray scattering, circular dichroism, and fluorescence microscopy. Aggregation proceeds through the formation of short rod-like oligomers, which elongates in one dimension. Heparan sulfate was also capable of inducing glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase aggregation, but chondroitin sulfates A, B, and C together with dextran sulfate had a negligible effect. Aided with molecular docking simulations, a putative binding site on the protein is proposed providing a rational explanation for the structural specificity of heparin and heparan sulfate. Finally, it is demonstrated that in vitro the early oligomers present in the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase fibrillation pathway promote alpha-synuclein aggregation. Taking into account the toxicity of alpha-synuclein prefibrillar species, the heparin-induced glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase early oligomers might come in useful as a novel therapeutic strategy in Parkinson disease and other synucleinopathies.

Lateral septal area alpha(1)-and alpha(2)-adrenoceptors differently modulate baroreflex activity in unanaesthetized rats

The lateral septal area (LSA) is a limbic structure involved in autonomic, neuroendocrine and behavioural responses. An inhibitory influence of the LSA on baroreflex activity has been reported; however, the local neurotransmitter involved in this modulation is still unclear. In the present study, we verified the involvement of local LSA adrenoceptors in modulating cardiac baroreflex activity in unanaesthetized rats. Bilateral microinjection of the selective a1-adrenoceptor antagonist WB4101 (10 nmol in a volume of 100 nl) into the LSA decreased baroreflex bradycardia evoked by blood pressure increases, but had no effect on reflex tachycardia evoked by blood pressure decreases. Nevertheless, bilateral administration of the selective a2-adrenoceptor antagonist RX821002 (10 nmol in 100 nl) increased baroreflex tachycardia without affecting reflex bradycardia. Treatment of the LSA with a cocktail containing WB4101 and RX821002 decreased baroreflex bradycardia and increased reflex tachycardia. The non-selective beta-adrenoceptor antagonist propranolol (10 nmol in 100 nl) did not affect either reflex bradycardia or tachycardia. Microinjection of noradrenaline into the LSA increased reflex bradycardia and decreased the baroreflex tachycardic response, an opposite effect compared with those observed after double blockade of a1- and a2-adrenoceptors, and this effect of noradrenaline was blocked by local LSA pretreatment with the cocktail containing WB4101 and RX821002. The present results provide advances in our understanding of the baroreflex neural circuitry. Taken together, data suggest that local LSA a1- and a2-adrenoceptors modulate baroreflex control of heart rate differently. Data indicate that LSA a1-adrenoceptors exert a facilitatory modulation on baroreflex bradycardia, whereas local a2-adrenoceptors exert an inhibitory modulation on reflex tachycardia.

Effect of Cholecalciferol as Adjunctive Therapy With Insulin on Protective Immunologic Profile and Decline of Residual beta-Cell Function in New-Onset Type 1 Diabetes Mellitus

Objective: To evaluate the effect of vitamin D-3 on cytokine levels, regulatory T cells, and residual beta-cell function decline when cholecalciferol (vitamin D-3 administered therapeutically) is given as adjunctive therapy with insulin in new-onset type 1 diabetes mellitus (T1DM). Design and Setting: An 18-month (March 10, 2006, to October 28, 2010) randomized, double-blind, placebo-controlled trial was conducted at the Diabetes Center of Sao Paulo Federal University, Sao Paulo, Brazil. Participants: Thirty-eight patients with new-onset T1DM with fasting serum C-peptide levels greater than or equal to 0.6 ng/mL were randomly assigned to receive daily oral therapy of cholecalciferol, 2000 IU, or placebo. Main Outcome Measure: Levels of proinflammatory and anti-inflammatory cytokines, chemokines, regulatory T cells, hemoglobin A(1c), and C-peptide; body mass index; and insulin daily dose. Results: Mean (SD) chemokine ligand 2 (monocyte chemoattractant protein 1) levels were significantly higher (184.6 [101.1] vs 121.4 [55.8] pg/mL) at 12 months, as well as the increase in regulatory T-cell percentage (4.55%[1.5%] vs 3.34%[1.8%]) with cholecalciferol vs placebo. The cumulative incidence of progression to undetectable (<= 0.1 ng/mL) fasting C-peptide reached 18.7% in the cholecalciferol group and 62.5% in the placebo group; stimulated C-peptide reached 6.2% in the cholecalciferol group and 37.5% in the placebo group at 18 months. Body mass index, hemoglobin A(1c) level, and insulin requirements were similar between the 2 groups. Conclusions: Cholecalciferol used as adjunctive therapy with insulin is safe and associated with a protective immunologic effect and slow decline of residual beta-cell function in patients with new-onset T1DM. Cholecalciferol may be an interesting adjuvant in T1DM prevention trials.

K-41(n, gamma)K-42 thermal and resonance integral cross section measurements

We measured the K-41 thermal neutron absorption and resonance integral cross sections after the irradiation of KNO3 samples near the core of the IEA-R1 IPEN pool-type research reactor. Bare and cadmium-covered targets were irradiated in pairs with Au-Al alloy flux-monitors. The residual activities were measured by gamma-ray spectroscopy with a HPGe detector, with special care to avoid the K-42 decay beta(-) emission effects on the spectra. The gamma-ray self-absorption was corrected with the help of MCNP simulations. We applied the Westcott formalism in the average neutron flux determination and calculated the depression coefficients for thermal and epithermal neutrons due to the sample thickness with analytical approximations. We obtained 1.57(4) and 1.02(4) b, for thermal and resonance integral cross sections, respectively, with correlation coefficient equal to 0.39.

Structure and luminescent investigation of the Ln(III)-beta-diketonate complexes containing tertiary amides

The synthesis and photoluminescent properties of Ln(III)-thenoyltrifluoroacetonate and dibenzoylmethanate complexes (Ln = Eu(III) and Gd(III) ions) containing tertiary amides such as dimethylacetamide (DMA), dimethylformamide (DMF), and dimethylbenzamide (DMB) as neutral ligands are reported. The Ln complexes were characterized by elemental analysis, complexometric titration with EDTA, and infrared spectroscopy. Single-crystal X-ray structure data of the [Eu(DBM)(3).(DMA)] compound indicates that this complex crystallizes in the triclinic system, space group PT with the following cell parameters: a = 10.2580(3) angstrom, b = 10.3843(2) angstrom, c= 22.3517(5) angstrom, alpha = 78.906(2)degrees, beta = 78.049(2)degrees, lambda= 63.239(2)degrees, V= 2066.41(9) angstrom(3), and Z = 2. The coordination polyhedron for the Eu(III) complex may be described as an approximate C-2v distorted monocapped trigonal prism. The optical properties of the Eu(III) complexes were studied based on the intensity parameters and luminescence quantum yield (q). The values of the ohm(2) parameter of the Eu-DBM complexes are larger than those for the Eu-TTA complexes, indicating that the Eu(III) ion is in a more polarizable chemical environment in the former case. The geometries of the complexes have been optimized by using the Sparkle Model, and the results have been used to perform theoretical predictions of the ligand-to-metal energy transfer via direct and exchange Coulomb mechanisms. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Looking over Toxin-K+ Channel Interactions. Clues from the Structural and Functional Characterization of alpha-KTx Toxin Tc32, a Kv1.3 Channel Blocker

alpha-KTx toxin Tc32, from the Amazonian scorpion Tityus cambridgei, lacks the dyad motif; including Lys27, characteristic of the family and generally associated with channel blockage. The toxin has been cloned and expressed for the first time. Electrophysiological experiments, by showing that the recombinant form blocks Kv1.3 channels of olfactory bulb periglomerular cells like the natural Tc32 toxin, when tested on the Kv1.3 channel of human T lymphocytes, confirmed it is in an active fold. The nuclear magnetic resonance-derived structure revealed it exhibits an alpha/beta scaffold typical of the members of the alpha-KTx family. TdK2 and TdK3, all belonging to the same alpha-KTx 18 subfamily, share significant sequence identity with Tc32 but diverse selectivity and affinity for Kv1.3 and Kv1.1 channels. To gain insight into the structural features that may justify those differences, we used the recombinant Tc32 nuclear magnetic resonance-derived structure to model the other two toxins, for which no experimental structure is available. Their interaction with Kv1.3 and Kv1.1 has been investigated by means of docking simulations. The results suggest that differences in the electrostatic features of the toxins and channels, in their contact surfaces, and in their total dipole moment orientations govern the affinity and selectivity of toxins. In addition, we found that, regardless of whether the dyad motif is present, it is always a Lys side chain that physically blocks the channels, irrespective of its position in the toxin sequence.

Melatonin reduces LH, 17 beta-estradiol and induces differential regulation of sex steroid receptors in reproductive tissues during rat ovulation

Abstract Background Melatonin is associated with direct or indirect actions upon female reproductive function. However, its effects on sex hormones and steroid receptors during ovulation are not clearly defined. This study aimed to verify whether exposure to long-term melatonin is able to cause reproductive hormonal disturbances as well as their role on sex steroid receptors in the rat ovary, oviduct and uterus during ovulation. Methods Twenty-four adult Wistar rats, 60 days old (+/- 250 g) were randomly divided into two groups. Control group (Co): received 0.9% NaCl 0.3 mL + 95% ethanol 0.04 mL as vehicle; Melatonin-treated group (MEL): received vehicle + melatonin [100 μg/100 g BW/day] both intraperitoneally during 60 days. All animals were euthanized by decapitation during the morning estrus at 4 a.m. Results Melatonin significantly reduced the plasma levels of LH and 17 beta-estradiol, while urinary 6-sulfatoximelatonin (STM) was increased at the morning estrus. In addition, melatonin promoted differential regulation of the estrogen receptor (ER), progesterone receptor (PR), androgen receptor (AR) and melatonin receptor (MTR) along the reproductive tissues. In ovary, melatonin induced a down-regulation of ER-alpha and PRB levels. Conversely, it was observed that PRA and MT1R were up-regulated. In oviduct, AR and ER-alpha levels were down-regulated, in contrast to high expression of both PRA and PRB. Finally, the ER-beta and PRB levels were down-regulated in uterus tissue and only MT1R was up-regulated. Conclusions We suggest that melatonin partially suppress the hypothalamus-pituitary-ovarian axis, in addition, it induces differential regulation of sex steroid receptors in the ovary, oviduct and uterus during ovulation.

Bakterielle Überexpression und Renaturierung der Ligandenbindungsdomäne der alpha-Untereinheit des nikotinischen Acetylcholinrezeptors aus Torpedo marmorata

Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde die 209 Aminosäuren umfassende N-terminale Ligandenbindungsdomäne (alpha nAChR1-209) der alpha-Untereinheit des nikotinischen Acetylcholinrezeptors aus Torpedo marmorata durch Expression der cDNA in Escherichia coli als Einschlusskörper hergestellt. Durch die Anwendung eines speziell optimierten Rückfaltungsprotokolls, bei dem auf den Einsatz von Detergentien verzichtet wurde, konnte die Ligandenbindungsdomäne in ein wasserlösliches, 25 kDa großes Protein überführt werden, das mit 15% alpha-Helix und 45% beta-Struktur Sekundärstrukturmerkmale trägt, die mit experimentellen und theoretischen Daten für die Ligandenbindungsdomäne der alpha-Untereinheit des nativen Rezeptors übereinstimmen. Das alpha nAChR1-209 Fragment liegt in einer homogenen Konformation vor und zeigt dem Rezeptor vergleichbare Eigenschaften, was die Bindung von alpha-Bungarotoxin und die kleiner Liganden (Nikotin, Anatoxin, Methyllycaconitin, Acetylcholin und Tubocurare) angeht. Das gilt sowohl für die Gleichgewichts- als auch für die Kintetikdaten. Die Affinitäten des Fragments für diese Liganden waren, verglichen mit denen für die solubilisierte alpha-Untereinheit, meist um ein bis zwei Größenordnungen besser. Es ist somit gelungen, die Ligandenbindungsdomäne so zu exprimieren und zu renaturieren, dass sie ohne Detergentien in löslicher Form vorliegt und die Funktionalität und die Eigenschaften der Ligandenbindungsdomäne des nikotinischen Acetylcholinrezeptors aufweist.

Aktivitätserhöhung der Alpha-Sekretasen ADAM10 und TACE bei der Proteolyse des Amyloid-Vorläuferproteins

ZUSAMMENFASSUNGIn den Gehirnen von Alzheimer-Patienten werden beta-Amyloid-Plaques gefunden, deren Hauptbestandteile die neurotoxischen beta-Amyloid-Peptide (A-beta) sind. Im Verlauf des nicht-amyloidogenen Wegs wird das Amyloid-Vorläuferproteins (APP) innerhalb der A-beta-Sequenz durch die alpha-Sekretase prozessiert, wobei das neuroprotektive APPs-alpha freigesetzt und die Entstehung der A-beta-Peptide verhindert wird. Die Aktivitätserhöhung der alpha-Sekretase ADAM10 könnte eine übermäßige Produktion der A-beta-Peptide abwenden.Zum Auffinden ADAM10-stimulierender Substanzen konnte ein Testsystem entwickelt werden, das auf der Fusion der 119 C-terminalen Aminosäurereste des Amyloid-Vorläuferproteins mit einem Reporterprotein beruht. Durch seine alkalische Phosphataseaktivität kann dieses Reporterprotein stellvertretend für das freigesetzte endogene APPs-alpha photometrisch im Zellkulturüberstand quantifiziert werden. Substanzen, die aktivierend auf die alpha-Sekretase ADAM10 wirken, können somit schnell und mit einer hohen Empfindlichkeit ermittelt werden.Die alpha-Sekretasen ADAM10 und TACE werden als inaktive Zymogene synthetisiert und besitzen eine Proprotein-Konvertasen-Erkennungssequenz zwischen der Prodomäne und der Metalloproteinase-Domäne. In dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass Proprotein-Konvertasen an der Prozessierung beider Zymogene beteiligt sind. ADAM10 und TACE wurden durch die Überexpression der Proprotein-Konvertasen PC7 und Furin in HEK293-Zellen in größerem Umfang prozessiert. Dies resultierte in einer erhöhten katalytischen Aktivität. Mutiertes ADAM10 ohne Proprotein-Konvertasen-Spaltstelle konnte nicht mehr in die katalytisch aktive Form überführt werden. Diese Ergebnisse eröffnen neue Ansätze zur Stimulierung des nicht-amyloidogenen Wegs.

Zu Problemen der Flüssigszintillationsspektroskopie bei Transactiniden-Experimenten

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vorwiegend mit Detektionsproblemen, die bei Experimenten zur Chemie der Transactiniden mit dem schnellen Flüssig-Flüssig-Extraktionssystem SISAK auftraten. Bei diesen Experimenten wird als Detektionsmethode die Flüssigszintillationsspektroskopie (LSC) eingesetzt. Es werden Szintillationspulse registriert, die für das verursachende Teilchen charakteristische Formen zeigen, die unterschieden werden müssen. Am Beispiel der Auswertung des SISAK-Experimentes zur Chemie des Rutherfordiums vom November 1998 wurde gezeigt, dass es mit den herkömmlichen Verfahren zur Pulsformdiskriminierung nicht möglich ist, die aus dem Zerfall der Transactiniden stammenden alpha-Ereignisse herauszufiltern. Ursache dafür ist ein hoher Untergrund, der in erster Linie von beta/gamma-Teilchen, Spaltfragmenten und pile ups verursacht wird. Durch die Verfügbarkeit von Transientenrecordern ergeben sich neue Möglichkeiten für eine digitale Pulsformdiskriminierung. In dieser Arbeit wird erstmals die Methode der digitalen Pulsformdiskriminierung mit künstlichen neuronalen Netzen (PSD-NN) vorgestellt. Es wurde im Zuge der Auswertung des SISAK-Experimentes vom Februar 2000 gezeigt, dass neuronale Netze in der Lage sind, Pulsformen automatisch richtig zu klassifizieren. Es ergeben sich nahezu untergrundfreie alpha-Flüssigszintillationsspektren. Es werden Vor- und Nachteile der neuen Methode diskutiert. Es ist dadurch möglich geworden, in SISAK-Experimenten Transactinidenatome anhand ihres Zerfalls eindeutig zu charakterisieren. Das SISAK-System kann somit bei Experimenten zum Studium des chemischen Verhaltens von Transactiniden in flüssiger Phase eingesetzt werden.____

Astrophysikalische Bedingungen für einen r-Prozess im Hoch-Entropie-Wind von Typ II Supernovae

Sterne mit einer Anfangsmasse zwischen etwa 8 und 25 Sonnenmassen enden ihre Existenz mit einer gewaltigen Explosion, einer Typ II Supernova. Die hierbei entstehende Hoch-Entropie-Blase ist ein Bereich am Rande des sich bildenden Neutronensterns und gilt als möglicher Ort für den r-Prozess. Wegen der hohen Temperatur T innerhalb der Blase ist die Materie dort vollkommen photodesintegriert. Das Verhältnis von Neutronen zu Protonen wird durch die Elektronenhäufigkeit Ye beschrieben. Die thermodynamische Entwicklung des Systems wird durch die Entropie S gegeben. Da die Expansion der Blase schnell vonstatten geht, kann sie als adiabatisch betrachtet werden. Die Entropie S ist dann proportional zu T^3/rho, wobei rho die Dichte darstellt. Die explizite Zeitentwicklung von T und rho sowie die Prozessdauer hängen von Vexp, der Expansionsgeschwindigkeit der Blase, ab. Der erste Teil dieser Dissertation beschäftigt sich mit dem Prozess der Reaktionen mit geladenen Teilchen, dem alpha-Prozess. Dieser Prozess endet bei Temperaturen von etwa 3 mal 10^9 K, dem sogenannten "alpha-reichen" Freezeout, wobei überwiegend alpha-Teilchen, freie Neutronen sowie ein kleiner Anteil von mittelschweren "Saat"-Kernen im Massenbereich um A=100 gebildet werden. Das Verhältnis von freien Neutronen zu Saatkernen Yn/Yseed ist entscheidend für den möglichen Ablauf eines r-Prozesses. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit dem eigentlichen r-Prozess, der bei Neutronenanzahldichten von bis zu 10^27 Neutronen pro cm^3 stattfindet, und innerhalb von maximal 400 ms sehr neutronenreiche "Progenitor"-Isotope von Elementen bis zum Thorium und Uran bildet. Bei dem sich anschliessendem Ausfrieren der Neutroneneinfangreaktionen bei 10^9 K und 10^20 Neutronen pro cm^3 erfolgt dann der beta-Rückzerfall der ursprünglichen r-Prozesskerne zum Tal der Stabilität. Diese Nicht-Gleichgewichts-Phase wird in der vorliegenden Arbeit in einer Parameterstudie eingehend untersucht. Abschliessend werden astrophysikalische Bedingungen definiert, unter denen die gesamte Verteilung der solaren r-Prozess-Isotopenhäufigkeiten reproduziert werden können.

Überexpression und Charakterisierung des extrazellulären Teils der humanen alpha-Sekretase ADAM10

„ÜBEREXPRESSION UND CHARAKTERISIERUNG DES EXTRAZELLULÄREN TEILS DER HUMANEN alpha-SEKRETASE ADAM10“ ALEXANDRA LEPTICH Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei enzymatisch aktive lösliche Proteinvarianten der humanen alpha-Sekretase ADAM10 in Insektenzellen exprimiert, gereinigt und charakterisiert. Dabei entsprach eine der löslichen ADAM10-Varianten dem extrazellulären Bereich des Typ-I-Membranproteins, d.h. ihr fehlte die Transmembran- und cytoplasmatische Domäne. Die zweite Variante stimmt mit einer im menschlichen Gehirn auf mRNA-Ebene nachgewiesenen Splicevariante überein, die zusätzlich noch durch das Fehlen der Cystein-reichen Domäne gekennzeichnet ist. Die alpha-Sekretase ADAM10 spielt eine wichtige Rolle bei der nicht-amyloidogenen Prozessierung des Amyloid-Vorläufer-Proteins (APP). Dabei erfolgt dessen Spaltung innerhalb der beta-Amyloidsequenz, so dass die Produktion von Abeta-Peptiden und damit die Bildung von Amyloid-Plaques während der Alzheimer’schen Erkrankung verhindert wird. Nach der Expression der beiden löslichen ADAM10-Proteine in Insektenzellen erfolgte die Reinigung der prozessierten und damit reifen Enzymform der jeweiligen ADAM10-Proteinvariante mittels Lektin-Affinitätschromatographie. Die anschließende Charakterisierung der beiden löslichen ADAM10-Proteine erfolgte durch einen auf HPLC-Analyse basierenden Enzymtest. Dabei wurden verschiedene sich von der beta-Amyloid-Sequenz ableitenden Peptidsubstrate in vitro eingesetzt, die zum einen den Aminosäuren 11-28 der Abeta-Sequenz, zum anderen dem kompletten Abeta40-Peptid entsprachen und damit die charakteristische alpha-Sekretasespaltstelle des Amyloid-Vorläufer-Proteins enthielten. Des Weiteren kamen jeweils entsprechende Peptidsubstrate zum Einsatz, die an den Positionen 21 und 22 der Abeta- Peptidsequenz vorkommenden Mutationen trugen. Die gewählten Abeta-Substrate konnten durch die löslichen Varianten der alpha-Sekretase ADAM10 an der alpha-Sekretasestelle gespalten werden. Dabei konnte bei den Abeta11-28-Peptiden deutlich die in der Literatur beschriebene Abhängigkeit der Spaltung von der a-helicalen Struktur des Substrats beobachtet werden, während bei den längeren Abeta40-Peptide diesbezüglich kein Zusammenhang hergestellt werden konnte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ADAM10 hauptsächlich als alpha-Sekretase wirkt, weniger als ein Abeta-degradierendes Enzym. Ferner konnte unter Verwendung entsprechender muriner und humaner Abeta-Peptide eine verstärkte Spaltung der murinen Substrate Abeta1-28 und Abeta1-40 durch den extrazellulären Teil von ADAM10 in vitro gezeigt werden. Dieser Versuch bestätigt die Annahme, dass es bei Nagetieren durch die Bevorzugung der nichtamyloidogenen Prozessierung von APP durch die alpha-Sekretase ADAM10 zu keiner Bildung von Amyloid-Plaques kommt. Ein Einfluss auf die Spaltung von membrangebundenem APP und damit der Bildung von neuroprotektivem sAPPalpha durch die löslichen ADAM10-Proteine konnte im Zellsystem nicht beobachtet werden. Vielmehr scheint hier die Membranverankerung von Enzym und Substrat eine wichtige Voraussetzung zu bilden. Des Weiteren konnten die löslichen ADAM10-Proteine durch ein für die Inhibierung von ADAM10 spezifische Hydroxamat-Derivat in ihrer enzymatischen Aktivität gehemmt werden. Die exprimierten ADAM10-Proteine weisen die charakteristischen Eigenschaften der alpha-Sekretase ADAM10 auf, wobei deutlich wurde, dass das Fehlen der Cystein-reichen Domäne keinen Einfluss auf die Fähigkeit der katalytischen Domäne zur Substrat- und Inhibitorbindung hatte. Auch die Stabilität des Enzyms wurde durch das Fehlen der Domäne nicht negativ beeinträchtigt. Eine wichtige Aufgabe stellt nun der Nachweis der löslichen ADAM10-Proteine sowie die Identifizierung ihrer potentiellen Substrate und deren Lokalisation in vivo dar.

On the cellular stress response to Staphylococcus aureus alpha-toxin

Staphylococcus aureus alpha-hemolysin was the first bacterial toxin recognized to form pores in the plasma membrane of eukaryotic cells. It is secreted as a water-soluble monomer that upon contact with target membranes forms an amphiphatic heptameric beta-barrel which perforates the bilayer. As a consequence, red cells undergo colloidosmotic lyses, while some nucleated cells may succumb to necrosis or programmed cell death. However, most cells are capable of repairing a limited number of membrane lesions, and then respond with productive transcriptional activation of NF-kB. In the present study, by using microarray and semiquantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), data from a previously performed serial analysis of gene expression (SAGE) were extended and verified, revealing that immediate early genes (IEGs) such as c-fos, c-jun and egr-1 are strongly induced at 2-8 h after transient toxin treatment. Activating protein 1 (AP-1: c-Fos, c-Jun) binding activity was increased accordingly. As IEGs are activated by growth factors, these findings led to the discovery that -toxin promotes cell cycle progression of perforated cells in an EGFR-dependent fashion. Although the amount of c-fos mRNA rose rapidly after toxin treatment, c-Fos protein expression was observed only after a lag of about 3 h. Since translation consumes much ATP, which transiently drops after transient membrane perforation, the suspicion arised that membrane-perforation caused global, but temporary downregulation of translation. In fact, eIF2α became heavily phosphorylated minutes after cells had been confronted with the toxin, resulting in shutdown of protein synthesis before cellular ATP levels reached the nadir. GCN2 emerged as a candidate eIF2α kinase, since its expression rapidly increased in toxin-treated cells. Two hours after toxin treatment, GADD34 transcripts, encoding a protein that targets the catalytic subunit of protein phosphatase 1 (PP1) to the endoplasmic reticulum, were overexpressed. This was followed by dephosphorylation of eIF2α and resumption of protein synthesis. Addition of tautomycetin, a specific inhibitor of PP1, led to marked hyperphosphorylation of eIF2α and significantly reduced the drop of ATP-levels in toxin-treated cells. A novel link between two major stress-induced signalling pathways emerged when it was found that both translational arrest and restart were under the control of stress-activated protein kinase (SAPK) p38. The data provide an explanation for the indispensible role of p38 for defence against the archetypal threat of membrane perforation by agents that produce small transmembrane-pores.