Purification and characterization of Hb 98-114: A novel hemoglobin-derived antimicrobial peptide from the midgut of Rhipicephalus (Boophilus) microplus

The antimicrobial activity of hemoglobin fragments (hemocidins) has been reported in a variety of models. The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is a blood sucking arthropod from where the first in vivo-generated hemocidin was characterized (Hb 33-61). In the present work we identified a novel antimicrobial peptide from the midgut of fully engorged R. (B.) microplus females, which comprises the amino acids 98-114 of the alpha subunit of bovine hemoglobin, and was designated Hb 98-114. This peptide was active against several yeast and filamentous fungi, although no activity was detected against bacteria up to 50 mu M of the synthetic peptide. Hb 98-114 was capable of permeabilizing Candida albicans cell membrane and had a fungicidal effect against this yeast. Circulardichroism (CD) and nuclear magnetic resonance (NMR) experiments showed that Hb 98-114 has a random conformation in aqueous solution but switches to an alpha-helical conformation in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS). This alpha helix adopts an amphipathic structure which may be the mechanism of cell membrane permeabilization. Importantly, Hb 98-114 may play an important role in defending the tick midgut against fungal pathogens and is the first hemocidin with specific antifungal activity to be characterized. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Peptide fingerprinting of the neurotoxic fractions isolated from the secretions of sea anemones Stichodactyla helianthus and Bunodosoma granulifera. New members of the APETx-like family identified by a 454 pyrosequencing approach

Sea anemones are known to contain a wide diversity of biologically active peptides, mostly unexplored according to recent peptidomic and transcriptomic studies. In the present work, the neurotoxic fractions from the exudates of Stichodactyla helianthus and Bunodosoma granulifera were analyzed by reversed-phase chromatography and mass spectrometry. The first peptide fingerprints of these sea anemones were assessed, revealing the largest number of peptide components (156) so far found in sea anemone species, as well as the richer peptide diversity of B. granulifera in relation to S. helianthus. The transcriptomic analysis of B. granulifera, performed by massive cDNA sequencing with 454 pyrosequencing approach allowed the discovery of five new APETx-like peptides (U-AITX-Bg1a-e - including the full sequences of their precursors for four of them), which together with type 1 sea anemone sodium channel toxins constitute a very distinguishable feature of studied sea anemone species belonging to genus Bunodosoma. The molecular modeling of these new APETx-like peptides showed a distribution of positively charged and aromatic residues in putative contact surfaces as observed in other animal toxins. On the other hand, they also showed variable electrostatic potentials, thus suggesting a docking onto their targeted channels in different spatial orientations. Moreover several crab paralyzing toxins (other than U-AITX-Bg1a-e), which induce a variety of symptoms in crabs, were isolated. Some of them presumably belong to new classes of crab-paralyzing peptide toxins, especially those with molecular masses below 2 kDa, which represent the smallest peptide toxins found in sea anemones. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Glandular trichomes on aerial and underground organs in Chrysolaena species (Vernonieae - Asteraceae): Structure, ultrastructure and chemical composition

Although the occurrence of glandular trichomes is frequently reported for aerial vegetative organs, many questions still remain opened about the presence of such trichomes in underground systems. Here, we present, for the first time, a comparative study concerning the structure, ultrastructure and chemical aspects of both, the aerial and underground glandular trichomes of two different Chrysolaena species, C obovata and C platensis. Glandular trichomes (GTs) were examined using LM, SEM, and TEM and also analyzed by GC-MS and HPLC coupled to UV/DAD and HR-ESI-MS (HPLC-UV-MS). In both aerial (leaf and bud) and underground (rhizophore) organs, the GTs are multicellular, biseriate and formed by five pairs of cells: a pair of support cells, a pair of basal cells, and three pairs of secreting cells. These secreting cells have, at the beginning of secretory process, abundance of smooth ER. The same classes of secondary metabolites are biosynthesized and stored in both aerial and underground GTs of C platensis and C obovata. These GTs from aerial and underground organs have similar cellular and sub-cellular anatomy, however the belowground trichomes show a higher diversity of compounds when compared to those from the leaves. We also demonstrate by means of HPLC-UV-DAD that the sesquiterpene lactones are located inside the trichomes and that hirsutinolides are not artifacts. (C) 2012 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Secondary succession impairment in restored mangroves

In this work it was hypothesized that secondary succession on sites that have been managed by single planting of mangrove species is compromised by residual stressors, which could reduce the ecosystem's structural development and lower its functions. Forest structure and environmental characteristics of three planted mangrove stands are compared with reference sites. Structural attributes showed significant differences in the comparison of planted and reference stands. Avicennia schaueriana was the dominant species within both natural regeneration and old-growth stands in terms of basal area (99.2 and 99.4 %, 69.6 and 84.5 %, and 59.0 and 87.1 % for Itacorubi, Saco Grande, and Ratones, respectively). Restoration stands were dominated by Laguncularia racemosa (80.6 and 94.2 % for Saco Grande and Ratones, respectively), except at one site (Itacorubi), where A. schaueriana prevailed (99.7 %). Even though restoration and regeneration stands at Itacorubi showed similar species composition and dominance, cohort sorting revealed an inferior regeneration potential in the restoration stand. Multiple correlation analysis indicated that variables related to elevation disruptions (p (w) = 0.521) were the environmental drivers responsible for the differences observed in forest structure. At restoration sites an impaired pattern of secondary succession was observed, indicating that single species plantings may be ineffective if characteristics of the site, as well as of the area surrounding it, are not considered. The inadequate management of restoration sites can therefore have implications for both immediate and long-term large-scale ecosystem services.

Structure and peroxidase activity of ferric Streptomyces clavuligerus orf10-encoded protein P450CLA: UV-visible, CD, MCD and EPR spectroscopic characterization

The present study reports the spectroscopic characterization by UV-visible absorption spectroscopy, magnetic circular dichroism (MCD) and electron paramagnetic resonance (EPR) of the recombinant orf10-encoded P450-camphor like protein (P450CLA)of Streptomyces clavuligerus expressed in Escherichia coli Rosetta in the native form and associated to external ligands containing the β-lactam, oxazole and alkylamine-derived (alcohol) moieties of the clavulamic acid. Considering the diversity of potential applications for the enzyme, the reactivity with tert-butylhydroperoxide (tert-BuOOH) was also characterized. P450CLA presents a covalently bound heme group and exhibited the UV-visible, CD and MCD spectral features of P450CAM including the fingerprint Soret band at 450 nm generated by the ferrous CO-complex. P450CLA was converted to high valence species by tert-BuOOH and promoted homolytic scission of the O-O bond. The radical profile of the reaction was tert-butyloxyl as primary and methyl and butylperoxyl as secondary radicals. The secondary methyl and butylperoxyl radicals resulted respectively from the β-scission of the alkoxyl radical and from the reaction of methyl radical with molecular oxygen.

A bradykinin-potentiating peptide (BPP-10c) from Bothrops jararaca induces changes in seminiferous tubules

Abstract: Background: The testis-specific isoform of angiotensin-converting enzyme (tACE) is exclusively expressed in germ cells during spermatogenesis. Although the exact role of tACE in male fertility is unknown, it clearly plays a critical function in spermatogenesis. The dipeptidase domain of tACE is identical to the C-terminal catalytic domain of somatic ACE (sACE). Bradykinin potentiating peptides (BPPs) from snake venoms are the first natural sACE inhibitors described and their structure–activity relationship studies were the basis for the development of antihypertensive drugs such as captopril. In recent years, it has been showed that a number of BPPs – including BPP-10c – are able to distinguish between the N- and C-active sites of sACE, what is not applicable to captopril. Considering the similarity between tACE and sACE (and since BPPs are able to distinguish between the two active sites of sACE), the effects of the BPP-10c and captopril on the structure and function of the seminiferous epithelium were characterized in the present study. BPP-10c and captopril were administered in male Swiss mice by intraperitoneal injection (4.7 μmol/kg for 15 days) and histological sections of testes were analyzed. Classification of seminiferous tubules and stage analysis were carried out for quantitative evaluation of germ cells of the seminiferous epithelium. The blood-testis barrier (BTB) permeability and distribution of claudin-1 in the seminiferous epithelium were analyzed by hypertonic fixative method and immunohistochemical analyses of testes, respectively. Results: The morphology of seminiferous tubules from animals treated with BPP-10c showed an intense disruption of the epithelium, presence of atypical multinucleated cells in the lumen and degenerated germ cells in the adluminal compartment. BPP-10c led to an increase in the number of round spermatids and total support capacity of Sertoli cell in stages I, V, VII/VIII of the seminiferous epithelium cycle, without affecting BTB permeability and the distribution of claudin-1 in the seminiferous epithelium. Interestingly, no morphological or morphometric alterations were observed in animals treated with captopril. Conclusions: The major finding of the present study was that BPP-10c, and not captopril, modifies spermatogenesis by causing hyperplasia of round spermatids in stages I, V, and VII/VIII of the spermatogenic cycle.

Characterization of the structure and iron uptake mechanisms of the Staphylococcus aureus ferric hydroxamate-binding lipoprotein FhuD2

The Reverse Vaccinology (RV) approach allows using genomic information for the delineation of new protein-based vaccines starting from an in silico analysis. The first powerful example of the application of the RV approach is given by the development of a protein-based vaccine against serogroup B Meningococcus. A similar approach was also used to identify new Staphylococcus aureus vaccine candidates, including the ferric hydroxamate-binding lipoprotein FhuD2. S. aureus is a widespread human pathogen, which employs various different strategies for iron uptake, including: (i) siderophore-mediated iron acquisition using the endogenous siderophores staphyloferrin A and B, (ii) siderophore-mediated iron acquisition using xeno-siderophores (the pathway exploited by FhuD2) and (iii) heme-mediated iron acquisition. In this work the high resolution crystal structure of FhuD2 in the iron (III)-siderophore-bound form was determined. FhuD2 belongs to the Periplasmic Binding Protein family (PBP ) class III, and is principally formed by two globular domains, at the N- and C-termini of the protein, that make up a cleft where ferrichrome-iron (III) is bound. The N- and C-terminal domains, connected by a single long α-helix, present Rossmann-like folds, showing a β-stranded core and an α-helical periphery, which do not undergo extensive structural rearrangement when they interact with the ligand, typical of class III PBP members. The structure shows that ferrichrome-bound iron does not come directly into contact with the protein; rather, the metal ion is fully coordinated by six oxygen donors of the hydroxamate groups of three ornithine residues, which, with the three glycine residues, make up the peptide backbone of ferrichrome. Furthermore, it was found that iron-free ferrichrome is able to subtract iron from transferrin. This study shows for the first time the structure of FhuD2, which was found to bind to siderophores ,and that the protein plays an important role in S. aureus colonization and infection phases.

Struktur und Funktion des Lipoproteins von Nereis virens (Annelida)

Ein discoidales Lipoprotein aus dem Polychaeten Nereis virens (Annelida) wurde eingehend charakterisiert. Im Vordergrund standen dabei die transportierten Lipide, sowie die Ultrastruktur des Partikels. Das Nereis-Lipoprotein besitzt eine für Invertebraten atypische Lipidzusammensetzung: Außer den Phospholipiden gibt es keine klar dominierende Lipidklasse. Die Charakterisierung der Apolipoproteine zeigt Gemeinsamkeiten mit den Apolipophorinen der Insekten: Wie diese besitzt das Nereis-Lipoprotein zwei Apolipoproteine, die in einer 1:1-Stöchiometrie angeordnet sind. Das größere Protein (ApoNvLp I) ist dabei stärker zum wässrigen Medium exponiert ist als das kleinere (ApoNvLp II). Beide Proteinuntereinheiten sind N-glycosyliert. ApoNvLp II ist zusätzlich noch O-glycosyliert. Bei den Sekundärstrukturen dominieren β-Strukturen (35%) gegenüber α-Helices (14%); 28% waren ungeordnete Strukturen. Die Masse wurde mit verschiedenen Methoden bestimmt: sie liegt zwischen ~800 kDa (Gelfiltration) und ~860 kDa (Analytische Ultrazentrifugation). Der Sedimentationskoeffizient beträgt 9,7 S. Der zelluläre Lipoproteinrezeptor wurde aus einer großen Anzahl von Zellen und Geweben isoliert. Die biochemische Charakterisierung des Rezeptormoleküls zeigte es als ein monomeres, integrales, N- und O-glycosyliertes Membranprotein mit einer Masse von ~114 kDa. Die Bindungscharakteristika (Abhängigkeit von Ca2+, Disulfidbrücken) weisen es als Mitglied der LDLR-Superfamilie aus. In vitro-Inkubationsversuche mit fluoreszenzmarkierten Lipoproteinen zeigten die Aufnahme sowohl in Oocyten als auch in freie Coelomzellen (Elaeocyten) sowie in Spermatogonien- und Tetradenstadien. Auffällig war, dass die Lipide zusammen mit den Apolipoproteinen in die Dottergranula der Eizellen eingelagert wurden und nicht direkt in die Lipidtropfen. Auch bei den Elaeocyten wurden die Lipide nicht direkt in den Lipidtropfen eingelagert. Intakte Lipoproteine konnten per Dichtegradienten-Ultrazentrifugation nur aus Spermatogonien isoliert werden. Die isolierten Lipoproteine hatten die gleiche ‚Morphologie’ wie die aus der Coelomflüssigkeit isolierten, zeigten jedoch sehr viele Peptidfragmente im SDS-Gel, was auf eine beginnende Degradation hinweist. Es wird ein Modell für den Lipidtransport in Nereis virens vorgeschlagen, bei dem den Elaeocyten eine entscheidende Rolle im Lipidstoffwechsel zufällt.

Coarse-grained peptide models: conformational sampling, peptide association and dynamical properties for peptides

In dieser Arbeit wird ein vergröbertes (engl. coarse-grained, CG) Simulationsmodell für Peptide in wässriger Lösung entwickelt. In einem CG Verfahren reduziert man die Anzahl der Freiheitsgrade des Systems, so dass manrngrössere Systeme auf längeren Zeitskalen untersuchen kann. Die Wechselwirkungspotentiale des CG Modells sind so aufgebaut, dass die Peptid Konformationen eines höher aufgelösten (atomistischen) Modells reproduziert werden.rnIn dieser Arbeit wird der Einfluss unterschiedlicher bindender Wechsel-rnwirkungspotentiale in der CG Simulation untersucht, insbesondere daraufhin,rnin wie weit das Konformationsgleichgewicht der atomistischen Simulation reproduziert werden kann. Im CG Verfahren verliert man per Konstruktionrnmikroskopische strukturelle Details des Peptids, zum Beispiel, Korrelationen zwischen Freiheitsgraden entlang der Peptidkette. In der Dissertationrnwird gezeigt, dass diese “verlorenen” Eigenschaften in einem Rückabbildungsverfahren wiederhergestellt werden können, in dem die atomistischen Freiheitsgrade wieder in die CG-Strukturen eingefügt werden. Dies gelingt, solange die Konformationen des CG Modells grundsätzlich gut mit der atomistischen Ebene übereinstimmen. Die erwähnten Korrelationen spielen einerngrosse Rolle bei der Bildung von Sekundärstrukturen und sind somit vonrnentscheidender Bedeutung für ein realistisches Ensemble von Peptidkonformationen. Es wird gezeigt, dass für eine gute Übereinstimmung zwischen CG und atomistischen Kettenkonformationen spezielle bindende Wechselwirkungen wie zum Beispiel 1-5 Bindungs- und 1,3,5-Winkelpotentiale erforderlich sind. Die intramolekularen Parameter (d.h. Bindungen, Winkel, Torsionen), die für kurze Oligopeptide parametrisiert wurden, sind übertragbarrnauf längere Peptidsequenzen. Allerdings können diese gebundenen Wechselwirkungen nur in Kombination mit solchen nichtbindenden Wechselwirkungspotentialen kombiniert werden, die bei der Parametrisierung verwendet werden, sind also zum Beispiel nicht ohne weiteres mit einem andere Wasser-Modell kombinierbar. Da die Energielandschaft in CG-Simulationen glatter ist als im atomistischen Modell, gibt es eine Beschleunigung in der Dynamik. Diese Beschleunigung ist unterschiedlich für verschiedene dynamische Prozesse, zum Beispiel für verschiedene Arten von Bewegungen (Rotation und Translation). Dies ist ein wichtiger Aspekt bei der Untersuchung der Kinetik von Strukturbildungsprozessen, zum Beispiel Peptid Aggregation.rn

Charakterisierung einer pflanzlichen Variante des Cytoskelettproteins gamma-Tubulin durch Strukturmodellierung, Überexpression und Analyse der Interaktionspartner

Wie alle Eukaryoten besitzen auch höhere Pflanzen ein mikrotubuläres Cytoskelett. Einige Funktionen dieses Cytoskeletts sind relativ stark konserviert, andere dagegen scheinen sehr pflanzenspezifisch zu sein. Dies betrifft insbesondere charakteristische mikrotubuläre Netzwerke, die bei der Neubildung und der Verstärkung der Zellwände wichtige Rollen übernehmen. Wie der Aufbau dieser Netzwerke kontrolliert wird, ist bisher relativ unklar. Typische Mikrotubuli organisierende Zentren (MTOC), insbesondere Centrosomen oder Spindelpolkörper, sind bei höheren Pflanzen nicht beobachtet worden. Von pilzlichen und tierischen Organismen weiß man, dass gamma-Tubulin (gTUB) mit seinen assoziierten Proteinen in den MTOC bei der Nukleation von Mikrotubuli eine Schlüsselfunktion hat. Dieses Mitglied der Tubulin-Superfamilie wird aber auch in Pflanzen gefunden, dessen genaue Funktion bisher unbekannt ist. Zu Beginn der Arbeit wurden mittels in silico Berechnungen Strukturmodelle des pflanzlichen gTUBs aus Nicotiana tabacum erarbeitet, da die Struktur, die zu einem Verständnis der pflanzlichen Wachstumsregulation beitragen könnte, bisher unbekannt ist. Auf Grundlage der bioinformatischen Daten konnte für weitere Studien eine notwendige gTUB-Deletionsmutante entwickelt werden. Für Röntgendiffraktionsstudien und gTUB-Interaktionspartneranalysen war die Verfügbarkeit verhältnismäßig großer Proteinmengen notwendig. Die Expression der gTUB-Volllängensequenz in gelöster und aktiver Form stellte einen immanent wichtigen Zwischenschritt dar. Das Escherichia coli T7/lacO-Expressionssystem lieferte, trotz vielversprechender Erfolge in der Vergangenheit, kein gelöstes rekombinantes gTUB. So wurden zwar verhältnismäßig hohe Expressionsraten erzielt, aber das rekombinante gTUB lag quantitativ als Inclusion bodies vor. Eine Variationen der Expressionsparameter sowie umfangreiche Versuche mittels verschiedenster Konstrukte sowie potentiell die Löslichkeit erhöhenden Tags gTUB in gelöster Form in E. coli zu exprimieren blieben erfolglos. Eine Denaturierung der Inclusion bodies und Rückfaltung wurde aufgrund der wohl bei der Tubulinfaltung notwendigen komplexeren Chaperone sowie thermodynamischer Überlegungen ausgeschlossen. Die höher evolvierte Chaperonausstattung war ein Hauptgrund für die Verwendung der eukaryotischen Hefe-Expressionssysteme K. lactis und des S. cerevisiae-Stammes FGY217 zur gTUB-Expression. So konnten nach der Selektion nur transgene Hefe-Zellen dokumentiert werden, die die gTUB-Expressionskassette nachweislich an der vorgesehenen Zielposition in ihrem Genom integrierten, aber keine dokumentierbare Expression zeigten. Die wahrscheinlichste Begründung hierfür ist, dass ein erhöhter intrazellulärer gTUB-Titer mit dem Zellwachstum und der Zellteilung dieser eukaryotischen Organismen interferierte und durch Rückkopplungen die rekombinante gTUB-CDS aus N. tabacum ausgeschaltet wurde. Der Versuch einer transienten gTUB-Überexpression in differenzierten Blattgeweben höherer Pflanzen war eine logische Konsequenz aus den vorherigen Ergebnissen und lieferte, wenn auch nicht die für eine Proteinkristallisation notwendigen Mengen, gelöstes gTUB. Bestrebungen einer stabilen Transfektion von A. thaliana oder BY-2-Zellkulturen mit einer gTUB-CDS lieferten keine transgenen Organismen, was starke Interferenzen der rekombinanten gTUB-CDS in den Zellen vermuten lies. Transfektionsversuche mit nur GFP tragenden Konstrukten ergaben hingegen eine hohe Anzahl an transgenen Organismen, die auch verhältnismäßig starke Expressionsraten zeigten. Die erzielten Proteinmengen bei der transienten gTUB-Überexpression in N. benthamiana Blattgeweben, in Co-Expression mit dem Posttransriptional Gene Silencing-Suppressorprotein p19, waren für einen Pull-Down sowie eine massenspektroskopische Analyse der Interaktionspartner ausreichend und ergaben Befunde. Eine abschließende Auswertung des erarbeiteten massenspektroskopischen Datensatzes wird jedoch erst dann möglich sein, wenn das Tabak-Proteom vollständig sequenziert ist. Die Erweiterung der bestehenden pflanzlichen Vergleichsdatenbanken um das bisher bekannte Tabak-Proteom vervielfachte die Anzahl der in dieser Studie identifizierten gTUB-Interaktionspartner. Interaktionen mit dem TCP1-Chaperon untermauern die Hypothese der zur Faltung pflanzlichen gTUBs notwendigen Chaperone. Beobachtete gTUB-Degradationsmuster in Verbindung mit Interaktionen des 26S-Proteasoms deuten auf eine Gegenregulationen bei erhöhtem gTUB-Titer auf Proteinebene hin. Da Blattgewebe selbst nur noch über eine sehr geringe und inhomogene Teilungsaktivität verfügen ist diese Regulation hoch spannend. Auch konnte durch Co-Expression des PTGS-Suppressorproteins p19 gezeigt werden, dass bei der gTUB-Expression eine Regulation auf RNA-Ebene erfolgt.

Synthese cyclischer Peptide und von Kohlenhydraten abgeleitete Katalysatoren zur enantioselektiven Darstellung von Cyanhydrinen

Der Suche nach neuen Wirkstoffen für den chemischen Pflanzenschutz kommt insbesondere vor dem Hintergrund der steigenden Weltbevölkerung und weniger zur Verfügung stehenden kulturfähigen Ackerflächen eine stetig wachsende Bedeutung zu. Ziel dieser Arbeit war die Synthese von cyclischen Peptiden und Depsipeptiden, die aufgrund ihrer biologischen Aktivität als potentielle Insektizide für den chemischen Pflanzenschutz in Frage kommen. Darüber hinaus sollten von Kohlenhydraten abgeleitete Katalysatoren zur enantioselektiven Cyanhydrinsynthese entwickelt werden, um einen leichten Zugang zu den Bausteinen der Depsipeptide zu ermöglichen. Als vielversprechender Naturstoff mit insektiziden Eigenschaften gilt das cyclische Pentapeptid Cycloaspeptid E, dessen Totalsynthese in 10 Stufen mit einer Gesamtausbeute von 25% erreicht wurde, sodass die Verbindung für biologische Tests bereitgestellt werden konnte. Zusätzlich gelang die Kristallisation der Verbindung, was eine Röntgenstrukturanalyse ermöglichte. Ein Derivat von Cycloaspeptid E sollte 2-Aminonicotinsäure anstelle von Anthranilsäure enthalten. Die Synthese dieser Verbindung wurde auf drei Wegen versucht. Dabei zeigte sich, dass es bei einer zur Totalsynthese des Naturstoffs analogen Strategie zur quantitativen Bildung eines Diketopiperazins kommt. Auf den anderen Routen ließ sich entweder ein Kupplungsschritt nicht realisieren, oder die Verbindung erwies sich unter den gewählten Bedingungen als instabil. Die Darstellung eines 2-Aminonicotinsäure-Derivats von Cycloaspeptid E bleibt daher weiterhin ein ungelöstes Problem, das weiterer Forschung bedarf. Verticilid A1 ist ein cyclisches Depsipeptid, das aufgrund seiner Bindungsfähigkeit an den Ryanodinrezeptor von Insekten, als Leitstruktur für die Suche nach neuen Insektiziden von Interesse ist. Um zu untersuchen, wie wichtig die Esterbindungen im Molekül für die biologische Aktivität sind, sollte das entsprechende Amid-Derivat und das Cyclodepsipeptid mit nur zwei statt vier Esterbindungen hergestellt werden. Hierbei zeigte sich, dass eine zur Darstellung von Verticilid A1 analoge Syntheseroute zu einer ausgeprägten Epimerisierung führt. Eine lineare Synthese der Derivate endet in der Bildung des Diketopiperazins. Weiterhin wurden zwei neue, zueinander pseudoenantiomere Vanadium(IV)-Katalysatoren auf Basis von D-Glucose einerseits und L-Xylose andererseits dargestellt. Diese lassen sich in fünf bzw. 14 Stufen synthetisieren und liefern in der enantioselektiven Katalyse von Mandelsäurenitril Enantiomerenüberschüsse von 89% bzw. 91% bei hohen Ausbeuten. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass im Rahmen dieser Arbeit die Totalsynthese von Cycloaspeptid E erfolgreich durchgeführt wurde, und die Syntheseversuche von weiteren cyclischen Peptiden wichtige Erkenntnisse für weitere Synthesen lieferten. Mit den beiden hergestellten Vanadium(IV)-Komplexen wurden zwei potente, auf Kohlenhydraten basierende Katalysatoren für die enantioselektive Synthese von Cyanhydrinen entwickelt.

Sensitive and selective detection of free FXIII activation peptide: a potential marker of acute thrombotic events

Coagulation factor XIII (FXIII) stabilizes fibrin fibers and is therefore a major player in the maintenance of hemostasis. FXIII is activated by thrombin resulting in cleavage and release of the FXIII activation peptide (AP-FXIII). The objective of this study was to characterize the released AP-FXIII and determine specific features that may be used for its specific detection. We analyzed the structure of bound AP-FXIII within the FXIII A-subunit and interactions of AP-FXIII by hydrogen bonds with both FXIII A-subunit monomers. We optimized our previously developed AP-FXIII ELISA by using 2 monoclonal antibodies. We determined high binding affinities between the antibodies and free AP-FXIII and demonstrated specific binding by epitope mapping analyses with surface plasmon resonance and enzyme-linked immunosorbent assay. Because the structure of free AP-FXIII had been characterized so far by molecular modeling only, we performed structural analysis by nuclear magnetic resonance. Recombinant AP-FXIII was largely flexible both in plasma and water, differing significantly from the rigid structure in the bound state. We suggest that the recognized epitope is either occluded in the noncleaved form or possesses a structure that does not allow binding to the antibodies. On the basis of our findings, we propose AP-FXIII as a possible new marker for acute thrombotic events.

Factor Structure of the Neck Disability Index

BACKGROUND CONTEXT: The Neck Disability Index frequently is used to measure outcomes of the neck. The statistical rigor of the Neck Disability Index has been assessed with conflicting outcomes. To date, Confirmatory Factor Analysis of the Neck Disability Index has not been reported for a suitably large population study. Because the Neck Disability Index is not a condition-specific measure of neck function, initial Confirmatory Factor Analysis should consider problematic neck patients as a homogenous group. PURPOSE: We sought to analyze the factor structure of the Neck Disability Index through Confirmatory Factor Analysis in a symptomatic, homogeneous, neck population, with respect to pooled populations and gender subgroups. STUDY DESIGN: This was a secondary analysis of pooled data. PATIENT SAMPLE: A total of 1,278 symptomatic neck patients (67.5% female, median age 41 years), 803 nonspecific and 475 with whiplash-associated disorder. OUTCOME MEASURES: The Neck Disability Index was used to measure outcomes. METHODS: We analyzed pooled baseline data from six independent studies of patients with neck problems who completed Neck Disability Index questionnaires at baseline. The Confirmatory Factor Analysis was considered in three scenarios: the full sample and separate sexes. Models were compared empirically for best fit. RESULTS: Two-factor models have good psychometric properties across both the pooled and sex subgroups. However, according to these analyses, the one-factor solution is preferable from both a statistical perspective and parsimony. The two-factor model was close to significant for the male subgroup (p<.07) where questions separated into constructs of mental function (pain, reading headaches and concentration) and physical function (personal care, lifting, work, driving, sleep, and recreation). CONCLUSIONS: The Neck Disability Index demonstrated a one-factor structure when analyzed by Confirmatory Factor Analysis in a pooled, homogenous sample of neck problem patients. However, a two-factor model did approach significance for male subjects where questions separated into constructs of mental and physical function. Further investigations in different conditions, subgroup and sex-specific populations are warranted.

Computational Design and Experimental Discovery of an Anti-estrogenic Peptide Derived from Alpha-Fetoprotein

Breast cancer is the most common cancer among women, and tamoxifen is the preferred drug for estrogen receptor-positive breast cancer treatment. Many of these cancers are intrinsically resistant to tamoxifen or acquire resistance during treatment. Consequently, there is an ongoing need for breast cancer drugs that have different molecular targets. Previous work has shown that 8-mer and cyclic 9-mer peptides inhibit breast cancer in mouse and rat models, interacting with an unsolved receptor, while peptides smaller than eight amino acids did not. We show that the use of replica exchange molecular dynamics predicts the structure and dynamics of active peptides, leading to the discovery of smaller peptides with full biological activity. Simulations identified smaller peptide analogues with the same conserved reverse turn demonstrated in the larger peptides. These analogues were synthesized and shown to inhibit estrogen-dependent cell growth in a mouse uterine growth assay, a test showing reliable correlation with human breast cancer inhibition.

Fatty acid and peptide profiles in plasma membrane and membrane rafts of PUFA supplemented RAW264.7 macrophages

The eukaryotic cell membrane possesses numerous complex functions, which are essential for life. At this, the composition and the structure of the lipid bilayer are of particular importance. Polyunsaturated fatty acids may modulate the physical properties of biological membranes via alteration of membrane lipid composition affecting numerous physiological processes, e.g. in the immune system. In this systematic study we present fatty acid and peptide profiles of cell membrane and membrane rafts of murine macrophages that have been supplemented with saturated fatty acids as well as PUFAs from the n-3, the n-6 and the n-9 family. Using fatty acid composition analysis and mass spectrometry-based peptidome profiling we found that PUFAs from both the n-3 and the n-6 family have an impact on lipid and protein composition of plasma membrane and membrane rafts in a similar manner. In addition, we found a relation between the number of bis-allyl-methylene positions of the PUFA added and the unsaturation index of plasma membrane as well as membrane rafts of supplemented cells. With regard to the proposed significance of lipid microdomains for disease development and treatment our study will help to achieve a targeted dietary modulation of immune cell lipid bilayers.