Polynitrosylated proteins: characterization, bioactivity, and functional consequences.

Chemical modification of proteins is a common theme in their regulation. Nitrosylation of protein sulfhydryl groups has been shown to confer nitric oxide (NO)-like biological activities and to regulate protein functions. Several other nucleophilic side chains -- including those with hydroxyls, amines, and aromatic carbons -- are also potentially susceptible to nitrosative attack. Therefore, we examined the reactivity and functional consequences of nitros(yl)ation at a variety of nucleophilic centers in biological molecules. Chemical analysis and spectroscopic studies show that nitrosation reactions are sustained at sulfur, oxygen, nitrogen, and aromatic carbon centers, with thiols being the most reactive functionality. The exemplary protein, BSA, in the presence of a 1-, 20-, 100-, or 200-fold excess of nitrosating equivalents removes 0.6 +/- 0.2, 3.2 +/- 0.4, 18 +/- 4, and 38 +/- 10, respectively, moles of NO equivalents per mole of BSA from the reaction medium; spectroscopic evidence shows the proportionate formation of a polynitrosylated protein. Analogous reaction of tissue-type plasminogen activator yields comparable NO protein stoichiometries. Disruption of protein tertiary structure by reduction results in the preferential nitrosylation of up to 20 thus-exposed thiol groups. The polynitrosylated proteins exhibit antiplatelet and vasodilator activity that increases with the degree of nitrosation, but S-nitroso derivatives show the greatest NO-related bioactivity. Studies on enzymatic activity of tissue-type plasminogen activator show that polynitrosylation may lead to attenuated function. Moreover, the reactivity of tyrosine residues in proteins raises the possibility that NO could disrupt processes regulated by phosphorylation. Polynitrosylated proteins were found in reaction mixtures containing interferon-gamma/lipopolysaccharide-stimulated macrophages and in tracheal secretions of subjects treated with NO gas, thus suggesting their physiological relevance. In conclusion, multiple sites on proteins are susceptible to attack by nitrogen oxides. Thiol groups are preferentially modified, supporting the notion that S-nitrosylation can serve to regulate protein function. Nitrosation reactions sustained at additional nucleophilic centers may have (patho)physiological significance and suggest a facile route by which abundant NO bioactivity can be delivered to a biological system, with specificity dictated by protein substrate.

G protein subunits and the stimulation of phospholipase C by Gs-and Gi-coupled receptors: Lack of receptor selectivity of Galpha(16) and evidence for a synergic interaction between Gbeta gamma and the alpha subunit of a receptor activated G protein.

Stimulatory guanine nucleotide binding protein (Gs)-coupled receptors activated by luteinizing hormone, vasopressin, and the catecholamine isoproterenol (luteinizing hormone receptor, type 2 vasopressin receptor, and types 1 and 2 beta-adrenergic receptors) and the Gi-coupled M2 muscarinic receptor (M2R) were expressed transiently in COS cells, alone and in combination with Gbeta gamma dimers, their corresponding Galphas (Galpha(s), or Galpha(i3)) and either Galpha(q) or Galpha(16). Phospholipase C (PLC) activity, assessed by inositol phosphate production from preincorporated myo[3H]inositol, was then determined to gain insight into differential coupling preferences among receptors and G proteins. The following were observed: (i) All receptors tested were able to stimulate PLC activity in response to agonist occupation. The effect of the M2R was pertussis toxin sensitive. (ii) While, as expected, expression of Galpha(q) facilitated an agonist-induced activation of PLC that varied widely from receptor to receptor (400% with type 2 vasopressin receptor and only 30% with M2R), expression of Galpha(16) facilitated about equally well the activation of PLC by any of the tested receptors and thus showed little if any discrimination for one receptor over another. (iii) Gbeta gamma elevated basal (agonist independent) PLC activity between 2- and 4-fold, confirming the proven ability of Gbeta gamma to stimulate PLCbeta. (iv) Activation of expressed receptors by their respective ligands in cells coexpressing excess Gbeta gamma elicited agonist stimulated PLC activities, which, in the case of the M2R, was not blocked by pertussis toxin (PTX), suggesting mediation by a PTX-insensitive PLC-stimulating Galpha subunit, presumably, but not necessarily, of the Gq family. (v) The effects of Gbeta gamma and the PTX-insensitive Galpha elicited by M2R were synergistic, suggesting the possibility that one or more forms of PLC are under conditional or dual regulation of G protein subunits such that stimulation by one sensitizes to the stimulation by the other.

Mammalian phospholipase D: activation by ammonium sulfate and nucleotides.

Phospholipase D (PLD) associated with the rat kidney membrane was activated by guanine 5'-[gamma-thio]triphosphate and a cytosol fraction that contained ADP-ribosylation factor. When assayed by measuring the phosphatidyl transfer reaction to ethanol with exogenously added radioactive phosphatidylcholine as substrate, the PLD required a high concentration (1.6 M) of ammonium sulfate to exhibit high enzymatic activity. Other salts examined were far less effective or practically inactive, and this dramatic action of ammonium sulfate is not simply due to such high ionic strength. Addition of ATP but not of nonhydrolyzable ATP analogue adenosine 5'-[beta, gamma-imido]diphosphate further enhanced the PLD activation approximately equal to 2- to 3-fold. This enhancement by ATP needed cytosol, implying a role of protein phosphorylation. A survey of PLD activity in rat tissues revealed that, unlike in previous observations reported thus far, PLD was most abundant in membrane fractions of kidney, spleen, and liver in this order, and the enzymatic activity in brain and lung was low.

Inducible nitric oxide synthase: identification of amino acid residues essential for dimerization and binding of tetrahydrobiopterin.

Nitric oxide synthases (NOSs) require tetrahydrobiopterin (BH4) for dimerization and NO production. Mutation analysis of mouse inducible NOS (iNOS; NOS2) identified Gly-450 and Ala-453 as critical for NO production, dimer formation, and BH4 binding. Substitutions at five neighboring positions were tolerated, and normal binding of heme, calmodulin, and NADPH militated against major distortions affecting the NH2-terminal portion, midzone, or COOH terminus of the inactive mutants. Direct involvement of residues 450 and 453 in the binding of BH4 is supported by the striking homology of residues 448-480 to a region extensively shared by the three BH4-utilizing aromatic amino acid hydroxylases and is consistent with the conservation of these residues among all 10 reported NOS sequences, including mammalian NOSs 1, 2, and 3, as well as avian and insect NOSs. Altered binding of BH4 and/or L-arginine may explain how the addition of a single methyl group to the side chain of residue 450 or the addition of three methylenes to residue 453 can each abolish an enzymatic activity that reflects the concerted function of 1143 other residues.

Phosphinate analogs of D-, D-dipeptides: slow-binding inhibition and proteolysis protection of VanX, a D-, D-dipeptidase required for vancomycin resistance in Enterococcus faecium.

VanX is a D-Ala-D-Ala dipeptidase that is essential for vancomycin resistance in Enterococcus faecium. Contrary to most proteases and peptidases, it prefers to hydrolyze the amino substrate but not the related kinetically and thermodynamically more favorable ester substrate D-Ala-D-lactate. The enzymatic activity of VanX was previously found to be inhibited by the phosphinate analogs of the proposed tetrahedral intermediate for hydrolysis of D-Ala-D-Ala. Here we report that such phosphinates are slow-binding inhibitors. D-3-[(1-Aminoethyl)phosphinyl]-D-2-methylpropionic acid I showed a time-dependent onset of inhibition of VanX and a time-dependent return to uninhibited steady-state rates upon dilution of the enzyme/inhibitor mixture. The initial inhibition constant Ki after immediate addition of VanX to phosphinate I to form the E-I complex is 1.5 microM but is then lowered by a relatively slow isomerization step to a second complex, E-I*, with a final K*i of 0.47 microM. This slow-binding inhibition reflects a Km/K*i ratio of 2900:1. The rate constant for the slow dissociation of complex E-I* is 0.24 min-1. A phosphinate analog with an ethyl group replacing what would be the side chain of the second D-alanyl residue in the normal tetrahedral adduct gives a K*i value of 90 nM. Partial proteolysis of VanX reveals two protease-sensitive loop regions that are protected by the intermediate analog phosphinate, indicating that they may be part of the VanX active site.

Peptide conjugation to an in vitro-selected DNA ligand improves enzyme inhibition.

An in vitro selection technique was used to identify a specific high-affinity DNA ligand targeted to human neutrophil elastase (HNE). 1H NMR data and a comparative analysis of the selected sequences suggest that the DNA folds into a G-quartet structure with duplexed ends. The high-affinity binding DNA alone did not inhibit the enzymatic activity of HNE. The DNA was covalently attached to a tetrapeptide, N-methoxysuccinyl-Ala-Ala-Pro-Val, that is a weak competitive inhibitor of HNE. HNE was inhibited by this DNA-peptide conjugate nearly five orders of magnitude more effectively than by the peptide alone. These results demonstrate that in vitro-selected nucleic acids can be used as a vehicle for molecular delivery.

Genetic determinants of human hypertension.

Hypertension is a common trait of multifactorial determination imparting an increased risk of myocardial infarction, stroke, and end-stage renal disease. The primary determinants of hypertension, as well as the factors which determine specific morbid sequelae, remain unknown in the vast majority of subjects. Knowledge that a large fraction of the interindividual variation in this trait is genetically determined motivates the application of genetic approaches to the identification of these primary determinants. Success in this effort will afford insights into pathophysiology, permit preclinical identification of subjects with specific inherited susceptibility, and provide opportunities to tailor therapy to specific underlying abnormalities. To date, mutations in three genes have been implicated in the pathogenesis of human hypertension: mutations resulting in ectopic expression of aldosterone synthase enzymatic activity cause a mendelian form of hypertension known as glucocorticoid-remediable aldosteronism; mutations in the beta subunit of the amiloride-sensitive epithelial sodium channel cause constitutive activation of this channel and the mendelian form of hypertension known as Liddle syndrome; finally, common variants at the angiotensinogen locus have been implicated in the pathogenesis of essential hypertension in Caucasian subjects, although the nature of the functional variants and their mechanism of action remain uncertain. These early findings demonstrate the feasibility and utility of the application of genetic analysis to dissection of this trait.

Tumor necrosis factor-induced apoptosis is mediated by a CrmA-sensitive cell death pathway.

We report here that the activation of the interleukin 1 beta (IL-1 beta)-converting enzyme (ICE) family is likely to be one of the crucial events of tumor necrosis factor (TNF) cytotoxicity. The cowpox virus CrmA protein, a member of the serpin superfamily, inhibits the enzymatic activity of ICE and ICE-mediated apoptosis. HeLa cells overexpressing crmA are resistant to apoptosis induced by Ice but not by Ich-1, another member of the Ice/ced-3 family of genes. We found that the CrmA-expressing HeLa cells are resistant to TNF-alpha/cycloheximide (CHX)-induced apoptosis. Induction of apoptosis in HeLa cells by TNF-alpha/CHX is associated with secretion of mature IL-1 beta, suggesting that an IL-1 beta-processing enzyme, most likely ICE itself, is activated by TNF-alpha/CHX stimulation. These results suggest that one or more members of the ICE family sensitive to CrmA inhibition are activated and play a critical role in apoptosis induced by TNF.

Isolation and characterization of pokeweed antiviral protein mutations in Saccharomyces cerevisiae: identification of residues important for toxicity.

Pokeweed antiviral protein (PAP), a 29-kDa protein isolated from Phytolacca americana inhibits translation by catalytically removing a specific adenine residue from the 28S rRNA of eukaryotic ribosomes. PAP has potent antiviral activity against many plant and animal viruses, including human immunodeficiency virus. We describe here development of a positive selection system to isolate PAP mutants with reduced toxicity. In vitro translation in the presence or absence of microsomal membranes shows that PAP is synthesized as a precursor and undergoes at least two different proteolytic processing steps to generate mature PAP. The PAP cDNA was placed under control of the galactose-inducible GAL1 promoter and transformed into Saccharomyces cerevisiae. Induction of PAP expression was lethal to yeast. The PAP expression plasmid was mutagenized and plasmids encoding mutant PAP genes were identified by their failure to kill S. cerevisiae. A number of mutant alleles were sequenced. In one mutant, a point mutation at Glu-177 inactivated enzymatic function in vitro, suggesting that this glutamic acid residue is located at or near the catalytic site. Mutants with either point mutations near the N terminus or a nonsense mutation at residue 237 produced protein that was enzymatically active in vitro, suggesting that the toxicity of PAP is not due solely to enzymatic activity. Toxicity of PAP appears to be a multistep process that involves possibly different domains of the protein.

Probing the transmembrane topology of cyclic nucleotide-gated ion channels with a gene fusion approach.

Cyclic nucleotide-gated (CNG) cation channels contain two short sequence motifs--a residual voltage-sensor (S4) and a pore-forming (P) segment--that are reminiscent of similar segments in voltage-activated Shaker-type K+ channels. It has been tacitly assumed that CNG channels and this K+ channel subfamily share a common overall topology, characterized by a hydrophobic domain comprising six membrane-spanning segments. We have systematically investigated the topology of CNG channels from bovine rod photoreceptor and Drosophila melanogaster by a gene fusion approach using the bacterial reporter enzymes alkaline phosphatase and beta-galactosidase, which are active only in the periplasm and only in the cytoplasm, respectively. Enzymatic activity was determined after expression of fusion constructs in Escherichia coli. CNG channels were found to have six membrane-spanning segments, suggesting that CNG and Shaker-type K+ channels, albeit distant relatives within a gene superfamily of ion channels, share a common topology.

Induction, modification, and transduction of the salicylic acid signal in plant defense responses.

Studies in our laboratory as well as others strongly suggest that salicylic acid (SA) plays an important signaling role in plant defense against pathogens. We have found that increases in endogenous SA levels correlates with both resistance of tobacco to infection with tobacco mosaic virus and induction of defense-related genes such as that encoding pathogenesis-related protein 1 (PR-1). Some of this newly synthesized SA was conjugated to glucose to form SA beta-glucoside. A cell wall-associated beta-glucosidase activity that releases SA from this glucoside has been identified, suggesting that SA beta-glucoside serves as an inactive storage form of SA. By purifying a soluble SA-binding protein and isolating its encoding cDNA from tobacco, we have been able to further characterize the mechanism of SA signaling. This protein is a catalase, and binding of SA and its biologically active analogues inhibited catalase's ability to convert H2O2 to O2 and H2O. The resulting elevated levels of cellular H2O2 appeared to induce PR-1 gene expression, perhaps by acting as a second messenger. Additionally, transgenic tobacco expressing an antisense copy of the catalase gene and exhibiting depressed levels of catalase also showed constitutive expression of PR-1 genes. To further dissect the SA signaling pathway, we have tested several abiotic inducers of PR gene expression and disease resistance for their ability to stimulate SA production. Levels of SA and its glucoside rose following application of all of the inducers except 2,6-dichloroisonicotinic acid. 2,6-Dichloroisonicotinic acid was found to bind catalase directly and inhibit its enzymatic activity. Thus, it appears that many compounds that induce PR gene expression and disease resistance in plants inactivate catalases directly or indirectly.

Oxygen-sensitive calcium channels in vascular smooth muscle and their possible role in hypoxic arterial relaxation.

We have investigated the modifications of cytosolic [Ca2+] and the activity of Ca2+ channels in freshly dispersed arterial myocytes to test whether lowering O2 tension (PO2) directly influences Ca2+ homeostasis in these cells. Unclamped cells loaded with fura-2 AM exhibit oscillations of cytosolic Ca2+ whose frequency depends on extracellular Ca2+ influx. Switching from a PO2 of 150 to 20 mmHg leads to a reversible attenuation of the Ca2+ oscillations. In voltage-clamped cells, hypoxia reversibly reduces the influx of Ca2+ through voltage-dependent channels, which can account for the inhibition of the Ca2+ oscillations. Low PO2 selectively inhibits L-type Ca2+ channel activity, whereas the current mediated by T-type channels is unaltered by hypoxia. The effect of low PO2 on the L-type channels is markedly voltage dependent, being more apparent with moderate depolarizations. These findings demonstrate the existence of O2-sensitive, voltage-dependent, Ca2+ channels in vascular smooth muscle that may critically contribute to the local regulation of circulation.

Dalla catalisi all’inibizione della crescita da contatto: le molteplici funzioni di O-acetilserina sulfidrilasi batterica

CysK, uno degli isoenzimi di O-acetilserina sulfidrilasi (OASS) presenti in piante e batteri, è un enzima studiato da molto tempo ed il suo ruolo fisiologico nella sintesi della cisteina è stato ben definito. Recentemente sono state scoperte altre funzioni apparentemente non collegate alla sua funzione enzimatica (moonlighting). Una di queste è l’attivazione di una tossina ad attività tRNAsica, CdiA-CT, coinvolta nel sistema di inibizione della crescita da contatto (CDI) di ceppi patogeni di E. coli. In questo progetto abbiamo studiato il ruolo di CysK nel sistema CDI e la formazione di complessi con due differenti partner proteici: CdiA-CT e CysE (serina acetiltransferasi, l’enzima che catalizza la reazione precedente nella biosintesi della cisteina). I due complessi hanno le stesse caratteristiche spettrofluorimetriche e affinità molto simili, ma la cinetica di raggiungimento dell’equilibrio per il complesso tossina:CysK è più lenta che per il complesso CysE:CysK (cisteina sintasi). In entrambi i casi la formazione veloce di un complesso d’incontro è seguita da un riarrangiamento conformazionale che porta alla formazione di un complesso ad alta affinità. L’efficienza di formazione del complesso cisteina sintasi è circa 200 volte maggiore rispetto al complesso CysK:tossina. Una differenza importante, oltre alla cinetica di formazione dei complessi, è la stechiometria di legame. Infatti mentre CysE riesce a legare solo uno dei due siti attivi del dimero di CysK, nel complesso con CdiA-CT entrambi i siti attivi dell’enzima risultano essere occupati. Le cellule isogeniche esprimono un peptide inibitore della tossina (CdiI), e sono quindi resistenti all’azione tRNAsica. Tuttavia, siccome CdiI non altera la formazione del complesso CdiA-CT:CysK, CdiA-CT può esercitare comunque un ruolo nel metabolismo della cisteina e quindi nella fitness dei batteri isogenici, attraverso il legame e l'inibizione di CysK e la competizione con CysE. La via biosintetica della cisteina, un precursore di molecole riducenti, risulta essere molto importante per i batteri soprattutto in condizioni avverse come all’interno dei macrofagi nelle infezioni persistenti. Perciò questa via metabolica è di interesse per lo sviluppo di nuovi antibiotici, e in particolare le due isoforme dell’OASS negli enterobatteri, CysK e CysM, sono potenziali target per lo sviluppo di nuove molecole ad azione antibatterica. Partendo dall’analisi delle modalità di interazione con CysK del suo partner ed inibitore fisiologico, CysE, si è studiato dapprima l’interazione di pentapeptidi che mimassero la regione C-terminale di quest'ultimo, e in base ai dati ottenuti sono stati sviluppati piccoli ligandi sintetici. La struttura generale di questi composti è costituita da un gruppo acido ed un gruppo lipofilo, separati da un linker ciclopropanico che mantiene questi due gruppi in conformazione trans, ottimale per l’interazione col sito attivo dell’enzima. Sulla base di queste considerazioni, di docking in silico e di dati sperimentali ottenuti con la tecnica dell’STD-NMR e con saggi di binding spettrofluorimetrici, si è potuta realizzare una analisi di relazione struttura-attività che ha portato via via all’ottimizzazione dei ligandi. Il composto più affine che è stato finora ottenuto ha una costante di dissociazione nel range del nanomolare per entrambe le isoforme, ed è un ottimo punto di partenza per lo sviluppo di nuovi farmaci.

Identification and characterization of periplasmic proteins implicated in the adaptation of Helicobacter pylori to the human gastric niche

Helicobacter pylori è un batterio Gram-negativo in grado di colonizzare la mucosa gastrica umana e persistere per l'intero arco della vita dell'ospite. E' associato a patologie gastrointestinali, quali gastrite cronica, ulcere gastriche e duodenali, adenocarcinomi e linfomi gastrici. Si tratta di uno dei patogeni più diffusi, presente in circa metà della popolazione mondiale, e il solo che si è adattato a vivere nell'ambiente ostile dello stomaco umano. Molteplici sono i fattori di virulenza che permettono al batterio la colonizzazione della nicchia gastrica e contribuiscono, anche attraverso l' induzione di una risposta infiammatoria, a profonde modificazioni dell' omeostasi gastrica. Queste ultime si associano, ad esempio, all'iperproduzione di fattori proinfiammatori, ad alterazioni sia della regolazione della secrezione acida gastrica sia del ciclo cellulare e della morte cellulare programmata (apoptosi) delle cellule epiteliali gastriche, a disordini nel metabolismo del ferro e a carenze di elementi essenziali. Studi sulla diversità genetica di H. pylori osservata in ceppi isolati da varie regioni del mondo, dimostrano che tale batterio ha avuto una coevoluzione col genere umano attraverso la storia, ed è verosimile che H. pylori sia stato un costituente del microbiota gastrico per almeno 50.000 anni. Scopo della tesi è stato quello di identificare e caratterizzare proteine importanti per la colonizzazione e l'adattamento di H. pylori alla nicchia gastrica. In particolare gli sforzi si sono concentrati su due proteine periplasmatiche, la prima coinvolta nella difesa antiossidante (l'enzima catalasi-like, HP0485), e la seconda nel trasporto di nutrienti presenti nell'ambiente dello stomaco all'interno della cellula (la componente solubile di un ABC transporter, HP0298). La strategia utilizzata prevede un'analisi bioinformatica preliminare, l'ottenimento del gene per amplificazione, mediante PCR, dal genoma dell'organismo, la costruzione di un vettore per il clonaggio, l'espressione eterologa in E. coli e la successiva purificazione. La proteina così ottenuta viene caratterizzata mediante diverse tecniche, quali spettroscopia UV, dicroismo circolare, gel filtrazione analitica, spettrometria di massa. Il capitolo 1 contiene un'introduzione generale sul batterio, il capitolo 2 e il capitolo 3 descrivono gli studi relativi alle due proteine e sono entrambi suddivisi in un abstract iniziale, un'introduzione, la presentazione dei risultati, la discussione di questi ultimi, i materiali e i metodi utilizzati. La catalasi-like (HP0485) è una proteina periplasmatica con struttura monomerica, appartenente ad una famiglia di enzimi a funzione per la maggior parte sconosciuta, ma evolutivamente correlati alla ben nota catalasi, attore fondamentale nella difesa di H. pylori, grazie alla sua azione specifica di rimozione dell'acqua ossigenata. HP0485, pur conservando il fold catalasico e il legame al cofattore eme, non può compiere la reazione di dismutazione dell'acqua ossigenata; possiede invece un'attività perossidasica ad ampio spettro, essendo in grado di accoppiare la riduzione del perossido di idrogeno all'ossidazione di diversi substrati. Come la catalasi, lavora ad alte concentrazioni di aqua ossigenata e non arriva a saturazione a concentrazioni molto elevate di questo substrato (200 mM); la velocità di reazione catalizzata rimane lineare anche a questi valori, aspetto che la differenzia dalle perossidasi che vengono in genere inattivate da concentrazioni di perossido di idrogeno superiori a 10-50 mM. Queste caratteristiche di versatilità e robustezza suggeriscono che la catalasi-like abbia un ruolo di scavenger dell'acqua ossigenata e probabilmente anche un'altra funzione connessa al suo secondo substrato, ossia l'ossidazione di composti nello spazio periplasmatico cellulare. Oltre alla caratterizzazione dell'attività è descritta anche la presenza di un ponte disolfuro, conservato nelle catalasi-like periplasmatiche, con un ruolo nell'assemblaggio dell'eme per ottenere un enzima attivo e funzionale. La proteina periplasmatica HP0298, componente di un sistema di trasporto ABC, è classificata come trasportatore di dipeptidi e appartiene a una famiglia di proteine in grado di legare diversi substrati, tra cui di- e oligopeptidi, nichel, eme, glutatione. Benchè tutte associate a trasportatori di membrana batterici, queste proteine presentano un dominio di legame al substrato che risulta essere conservato nei domini extracellulari di recettori specifici di mammifero e uomo. Un esempio sono i recettori ionotropici e metabotropici del sistema nervoso. Per caratterizzare questa proteina è stato messo a punto un protocollo di ligand-fishing accoppiato alla spettrometria di massa. La proteina purificata, avente un tag di istidine, è stata incubata con un estratto cellulare di H. pylori per poter interagire con il suo substrato specifico all'interno dell'ambiente naturale in cui avviene il legame. Il complesso proteina-ligando è stato poi purificato per cromatografia di affinità e analizzato mediante HPLC-MS. L'identificazione dei picchi differenziali tra campioni con la proteina e 5 campioni di controllo ha portato alla caratterizzazione di pentapeptidi particolarmente ricchi in aminoacidi idrofobici e con almeno un residuo carico negativamente. Considerando che H. pylori necessita di alcuni aminoacidi essenziali, per la maggior parte idrofobici, e che lo stomaco umano è particolarmente ricco di peptidi prodotti dalla digestione delle proteine introdotte con il cibo, il ruolo fisiologico di HP0298 potrebbe essere l'internalizzazione di peptidi, con caratteristiche specifiche di lunghezza e composizione, che sono naturalmente presenti nella nicchia gastrica.

Zinco para arroz e soja: doses, aproveitamento pelas culturas, fitodisponibilidade e formas desse elemento no solo

A deficiência de Zn no solo causa efeitos indesejáveis na produção agrícola, pois a baixa disponibilidade deste micronutriente para as plantas promove a diminuição da atividade enzimática, além da deficiência deste elemento na alimentação, que pode levar ao estado de subnutrição. Tendo em vista a problemática do Zn no sistema solo-planta e suas variações nos compartimentos do solo, é importante a avaliação de sua fitodisponibilidade e as frações do solo que este elemento está associado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a fitodisponibilidade e a compartimentalização de Zn no solo, para as culturas de arroz (Oryza sativa L.) e soja (Glycine max L. Merrill) e avaliar o efeito das doses de Zn sobre a nutrição e exportação deste nutriente pela cultura. Utilizou-se como plantas teste as culturas de arroz e soja para avaliar o efeito das doses de Zn sobre a nutrição e translocação deste nutriente até os grãos. Para tanto, uma amostra de um Latossolo Vermelho, textura argilosa da região de Piracicaba (SP) foi utilizada e ZnCl2 (marcado com 65Zn) como fonte. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em DIC, com cinco doses de Zn (0, 1, 2, 4 e 8 mg kg-1 de solo), com quatro repetições. O experimento foi conduzido até a formação de grãos e foi realizada determinação de Zn por Espectrômetria de Absorção Atômica após digestão nitroperclórica e contagem do 65Zn nas partes da planta: parte aérea (PA) e panícula (P), para arroz e PA, vagem (V) e grão (G), para soja. Calculou-se a quantidade de Zn proveniente da fonte (Znpf) nas partes das plantas e o aproveitamento do Zn da fonte pelas culturas (Ap). Nas amostras de solo foram realizadas extrações por DTPA (ZnDTPA) e Mehlich-1 (ZnM1) em duas subamostragens (t1 e t2), antes da semeadura e florescimento, respectivamente. O fracionamento de Zn foi realizado em amostras de t2 nas frações: trocável (ZnTroc); ligado a carbonatos (ZnCarb); a matéria orgânica (ZnMO); a óxidos (ZnOxi) e residual (Znres). Adicionalmente, foi realizada análise do teor pseudo-total de Zn (ZnPST). Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância pelo teste-F a 95 % de probabilidade, ajuste das variáveis em função das doses por regressões e teste de média e análises de correlações entre as principais variáveis respostas. O Zn acumulado total na planta se ajustou à regressão linear em função do aumento das doses, entretanto ao analisar as partes separadamente, só houve diferença entre as doses para a variável PA em ambas as culturas. O Znpf total nas plantas apresentou incremento com a adição das doses crescentes de Zn ao solo, entretanto, eu aproveitamento foi baixo, 12 e 8,75 % para arroz e soja, respectivamente. As doses de ZnCl2 adicionadas ao solo, aumentaram a concentração de Zn presente nas frações ZnTroc > ZnMO > ZnCarb, em ordem decrescente. O Zn total acumulado nas plantas de arroz e soja apresentam correlações crescentes para os extratores DTPA e M1 nas duas subamostragens (t1 e t2), em função das doses avaliadas. O Zn extraído pelo DTPA ou M1, apresentaram correlação significativa com o Zn extraído nas frações, na ordem decrescente, ZnTroc > ZnCarb > ZnMO