Aorta from angiotensin II hypertensive mice exhibit preserved nitroxyl anion mediated relaxation responses

Hypertension is a disorder affecting millions worldwide, and is a leading cause of death and debilitation in the United States. It is widely accepted that during hypertension and other cardiovascular diseases the vasculature exhibits endothelial dysfunction; a deficit in the relaxatory ability of the vessel, attributed to a lack of nitric oxide (NO) bioavailability. Recently, the one electron redox variant of NO, nitroxyl anion (NO-) has emerged as an endothelium-derived relaxing factor (EDRF) and a candidate for endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDRF). NO- is thought to exist protonated (HNO) in vivo, which would make this species more resistant to scavenging. However, no studies have investigated the role of this redox species during hypertension, and whether the vasculature loses the ability to relax to HNO. Thus, we hypothesize that aorta from angiotensin II (AngII)-hypertensive mice will exhibit a preserved relaxation response to Angeli's Salt, an HNO donor. Male C57B16 mice, aged 12-14 weeks were implanted with mini-osmotic pumps containing AngII (90 ng/min, 14 days plus high salt chow) or sham surgery. Aorta were excised, cleaned and used to perform functional studies in a myograph. We found that aorta from AngII-hypertensive mice exhibited a significant endothelial dysfunction as demonstrated by a decrease in acetylcholine (ACh)-mediated relaxation. However, vessels from hypertensive mice exhibited a preserved response to Angeli's Salt (AS), the HNO donor. To confirm that relaxation responses to HNO were maintained, concentration response curves (CRCs) to ACh were performed in the presence of scavengers to both NO and HNO (carboxy-PTIO and L-cys, resp.). We found that ACh-mediated relaxation responses were significantly decreased in aorta from sham and almost completely abolished in aorta from AngII-treated mice. Vessels incubated with L-cys exhibited a modest decrease in ACh-mediated relaxations responses. These data demonstrate that aorta from AngII-treated hypertensive mice exhibit a preserved relaxation response to AS, an HNO donor, regardless of a significant endothelial dysfunction. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved,

A possible role to nitric oxide in the anti-inflammatory effects of amitriptyline

Antidepressants are reported to display anti-inflammatory effects. Nitric oxide (NO), in turn, has a key role in inflammation. The objective of the present study was to evaluate the effect of amitriptyline co-administered with L-NAME (a NO synthase inhibitor) on certain parameters of acute inflammatory response in rats, as a form to investigate a possible participation of NO in the anti-inflammatory effects of amitriptyline. For this, two animal models were used: carrageenan-induced paw edema and acute peritonitis. In the last one, peritoneal exudate, adhesion molecules expression by peripheral blood leukocytes and serum cytokines levels were evaluated. In a noninflammatory condition, serum levels of nitrates were determined. L-NAME induced a potentiation of the anti-inflammatory effects of amitriptyline (p < 0.05) in the paw edema model; however, these effects were not abrogated when L-NAME was substituted by L-arginine administration. A decrease in both leukocyte concentration and total number of cells in the peritoneal exudate and a reduction in the total serum levels of nitrates were observed with co-administration of L-NAME and amitriptyline (p < 0.05). No significant differences among groups were found concerning the expression of adhesion molecules by peripheral blood leukocytes (p > 0.05). There was a significant decrease on IL-1 beta and TNF-alpha serum levels in the experimental groups when compared to the control animals. Together the present results and the literature suggest that the anti-inflammatory effects of amitriptyline may be due to a decrease in NO production. A decrease in IL-1 beta/TNF-alpha serum levels may also be implicated in the results observed.

Increase in gastric pH reduces hypotensive effect of oral sodium nitrite in rats

The new pathway nitrate-nitrite-nitric oxide (NO) has emerged as a physiological alternative to the classical enzymatic pathway for NO formation from L-arginine. Nitrate is converted to nitrite by commensal bacteria in the oral cavity and the nitrite formed is then swallowed and reduced to NO under the acidic conditions of the stomach. In this study, we tested the hypothesis that increases in gastric pH caused by omeprazole could decrease the hypotensive effect of oral sodium nitrite. We assessed the effects of omeprazole treatment on the acute hypotensive effects produced by sodium nitrite in normotensive and L-NAME-hypertensive free-moving rats. In addition, we assessed the changes in gastric pH and plasma levels of nitrite, NOx (nitrate+ nitrite), and S-nitrosothiols caused by treatments. We found that the increases in gastric pH induced by omeprazole significantly reduced the hypotensive effects of sodium nitrite in both normotensive and L-NAME-hypertensive rats. This effect of omeprazole was associated with no significant differences in plasma nitrite, NOx, or S-nitrosothiol levels. Our results suggest that part of the hypotensive effects of oral sodium nitrite may be due to its conversion to NO in the acidified environment of the stomach. The increase in gastric pH induced by treatment with omeprazole blunts part of the beneficial cardiovascular effects of dietary nitrate and nitrite. (c) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Physical exercise and pancreatic islets Acute and chronic actions on insulin secretion

Diabetes mellitus (DM) is a great public health problem, which attacks part of the world population, being characterized by an imbalance in body glucose homeostasis. Physical exercise is pointed as a protective agent and is also recommended to people with DM. As pancreatic islets present an important role in glucose homeostasis, we aim to study the role of physical exercise (chronic adaptations and acute responses) in pancreatic islets functionality in Wistar male rats. First, animals were divided into two groups: sedentary (S) and aerobic trained (T). At the end of 8 weeks, half of them (S and T) were submitted to an acute exercise session (exercise until exhaustion), being subdivided as acute sedentary (AS) and acute trained (AT). After the experimental period, periepididymal, retroperitoneal and subcutaneous fat pads, blood, soleus muscle and pancreatic islets were collected and prepared for further analysis. From the pancreatic islets, total insulin content, insulin secretion stimulated by glucose, leucine, arginine and carbachol were analyzed. Our results pointed that body adiposity and glucose homeostasis improved with chronic physical exercise. In addition, total insulin content was reduced in group AT, insulin secretion stimulated by glucose was reduced in trained groups (T and AT) and insulin secretion stimulated by carbachol was increased in group AT. There were no significant differences in insulin secretion stimulated by arginine and leucine. We identified a possible modulating action on insulin secretion, probably related to the association of chronic adaptation with an acute response on cholinergic activity in pancreatic islets.

Inhibition of the NMDA receptor/Nitric Oxide pathway in the dorsolateral periaqueductal gray causes anxiolytic-like effects in rats submitted to the Vogel conflict test

Abstract Background Several studies had demonstrated the involvement of the dorsolateral portion of periaqueductal grey matter (dlPAG) in defensive responses. This region contains a significant number of neurons containing the enzyme nitric oxide synthase (NOS) and previous studies showed that non-selective NOS inhibition or glutamate NMDA-receptor antagonism in the dlPAG caused anxiolytic-like effects in the elevated plus maze. Methods In the present study we verified if the NMDA/NO pathway in the dlPAG would also involve in the behavioral suppression observed in rats submitted to the Vogel conflict test. In addition, the involvement of this pathway was investigated by using a selective nNOS inhibitor, Nω-propyl-L-arginine (N-Propyl, 0.08 nmol/200 nL), a NO scavenger, carboxy-PTIO (c-PTIO, 2 nmol/200 nL) and a specific NMDA receptor antagonist, LY235959 (4 nmol/200 nL). Results Intra-dlPAG microinjection of these drugs increased the number of punished licks without changing the number of unpunished licks or nociceptive threshold, as measure by the tail flick test. Conclusion The results indicate that activation of NMDA receptors and increased production of NO in the dlPAG are involved in the anxiety behavior displayed by rats in the VCT.

Stimulation of peripheral Kappa opioid receptors inhibits inflammatory hyperalgesia via activation of the PI3Kγ/AKT/nNOS/NO signaling pathway

Abstract Background In addition to their central effects, opioids cause peripheral analgesia. There is evidence showing that peripheral activation of kappa opioid receptors (KORs) inhibits inflammatory pain. Moreover, peripheral μ-opioid receptor (MOR) activation are able to direct block PGE2-induced ongoing hyperalgesia However, this effect was not tested for KOR selective activation. In the present study, the effect of the peripheral activation of KORs on PGE2-induced ongoing hyperalgesia was investigated. The mechanisms involved were also evaluated. Results Local (paw) administration of U50488 (a selective KOR agonist) directly blocked, PGE2-induced mechanical hyperalgesia in both rats and mice. This effect was reversed by treating animals with L-NMMA or N-propyl-L-arginine (a selective inhibitor of neuronal nitric oxide synthase, nNOS), suggesting involvement of the nNOS/NO pathway. U50488 peripheral effect was also dependent on stimulation of PI3Kγ/AKT because inhibitors of these kinases also reduced peripheral antinociception induced by U50488. Furthermore, U50488 lost its peripheral analgesic effect in PI3Kγ null mice. Observations made in vivo were confirmed after incubation of dorsal root ganglion cultured neurons with U50488 produced an increase in the activation of AKT as evaluated by western blot analyses of its phosphorylated form. Finally, immunofluorescence of DRG neurons revealed that KOR-expressing neurons also express PI3Kγ (≅ 43%). Conclusions The present study indicates that activation of peripheral KORs directly blocks inflammatory hyperalgesia through stimulation of the nNOS/NO signaling pathway which is probably stimulated by PI3Kγ/AKT signaling. This study extends a previously study of our group suggesting that PI3Kγ/AKT/nNOS/NO is an important analgesic pathway in primary nociceptive neurons.

Human respiratory syncytial virus N, P and M protein interactions in HEK-293T cells

Characterization of Human Respiratory Syncytial Virus (HRSV) protein interactions with host cell components is crucial to devise antiviral strategies. Viral nucleoprotein, phosphoprotein and matrix protein genes were optimized for human codon usage and cloned into expression vectors. HEK-293T cells were transfected with these vectors, viral proteins were immunoprecipitated, and co-immunoprecipitated cellular proteins were identified through mass spectrometry. Cell proteins identified with higher confidence scores were probed in the immunoprecipitation using specific antibodies. The results indicate that nucleoprotein interacts with arginine methyl-transferase, methylosome protein and Hsp70. Phosphoprotein interacts with Hsp70 and tropomysin, and matrix with tropomysin and nucleophosmin. Additionally, we performed immunoprecipitation of these cellular proteins in cells infected with HRSV, followed by detection of co-immunoprecipitated viral proteins. The results indicate that these interactions also occur in the context of viral infection, and their potential contribution for a HRSV replication model is discussed.

Inhibition of human platelet aggregation by eosinophils

AIMS: The relationship between the activity of eosinophils and platelets has been observed in recent decades by many scientists. These observations include increased numbers of eosinophils associated with platelet disorders, including changes in the coagulation cascade and platelet aggregation. Based on these observations, the interaction between eosinophils and platelets in platelet aggregation was analyze. MAIN METHODS: Human platelets were incubated with eosinophil cytosolic fraction, promyelocytic human HL-60 clone 15 cell lineage, and eosinophil cationic protein (ECP). Platelet rich plasma (PRP) aggregation was induced by adenosine diphosphate, platelet activating factor, arachidonic acid, and collagen, and washed platelets (WP) were activated by thrombin. KEY FINDINGS: Aggregation induced by all agonists was dose dependently inhibited by eosinophil cytosolic fraction. This inhibition was only partially reversed by previous incubation of the eosinophils with l-Nitro-Arginine-Methyl-Ester (l-NAME). Previous incubation with indomethacin did not prevent the cytosolic fraction induced inhibition. The separation of eosinophil cytosolic fraction by gel filtration on Sephadex G-75 showed that the inhibitory activity was concentrated in the lower molecular weight fraction. HL-60 clone 15 cells differentiated into eosinophils for 5 and 7 day were able to inhibit platelet aggregation. The ECP protein inhibited the platelet aggregation on PRP and WP. This inhibition was more evident in WP, and the citotoxicity MTT assay proved the viability of tested platelets, showing that the observed inhibition by the ECP protein does not occur simply by cell death. SIGNIFICANCE: Our results indicate that eosinophils play a fundamental role in platelet aggregation inhibition

Intrinsic organization of the suprachiasmatic nucleus in the capuchin monkey

The suprachiasmatic nucleus (SCN), which is the main circadian biological clock in mammals, is composed of multiple cells that function individually as independent oscillators to express the self-sustained mRNA and protein rhythms of the so-called clock genes. Knowledge regarding the presence and localization of the proteins and neuroactive substances of the SCN are essential for understanding this nucleus and for its successful manipulation. Although there have been advances in the investigation of the intrinsic organization of the SCN in rodents, little information is available in diurnal species, especially in primates. This study, which explores the pattern of expression and localization of PER2 protein in the SCN of capuchin monkey, evaluates aspects of the circadian system that are common to both primates and rodents. Here, we showed that PER2 protein immunoreactivity is higher during the light phase. Additionally, the complex organization of cells that express vasopressin, vasoactive intestinal polypeptide, neuron-specific nuclear protein, calbindin and calretinin in the SCN, as demonstrated by their immunoreactivity, reveals an intricate network that may be related to the similarities and differences reported between rodents and primates in the literature.

Cholesterin-Interaktion mit G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und intrazelluläre Verteilung

ZusammenfassungIn dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass neben dem Oxytocinrezeptor auch die anderen Rezeptoren der Familie der Neurohypophysenhormone, die Vasopressinrezeptoren, in der gleichen Weise in ihren Bindungseigenschaften von Cholesterin beeinflusst werden. Im Gegensatz dazu zeigt der Cholecystokininrezeptor Typ B keine direkte Wechselwirkung mit Cholesterin. Durch Austausch der Transmembranhelices 6 und 7 des Oxytocinrezeptors mit entsprechenden Bereichen des Cholecystokininrezeptors wurde ein Rezeptor erzeugt, der bezüglich Bindungsverhalten und Cholesterinabhängigkeit keine Unterschiede zu dem Wildtyp-Oxytocinrezeptor zeigte. Durch den Einsatz von computergestütztem 'Modeling' wurde für die Interaktion des Oxytocinrezeptors mit Cholesterin eine Stelle zwischen den Transmembranhelices 5 und 6 vorgeschlagen. Um die Verteilung des Cholesterins in der Zelle zu untersuchen, wurde ein selbst synthetisiertes, fluoreszierendes Cholesterinderivat (Fluochol) eingesetzt. Die Komplexierung in Cyclodextrinen ermöglichte die Einlagerung von Fluochol in die Plasmamembran von Zellen. Der Einstrom des Fluochol in das ER erfolgte innerhalb von Minuten und war energieunabhängig. Schließlich wurde Fluochol in Lipidtröpfchen transportiert, die in fast allen Zellen für die Speicherung überschüssiger intrazellulärer Lipide dienen. Die Tröpfchen werden aus dem endoplasmatischen Retikulum gebildet und enthalten neben Phospholipiden auch Cholesterin, das durch das Enzym ACAT mit langkettigen Fettsäuren verestert wird.

Elektrophysiologische Charakterisierung und PKC-vermittelte Regulation des humanen Transporters für basische Aminosäuren hCAT-1

ZusammenfassungDer humane kationische Aminosäure-Transporter hCAT-1 (CAT für cationic amino acid transporter) gehört zur Familie der Na+- und pH-unabhängigen Transporter für basische Aminosäuren (BAS). Die vorliegende Arbeit befasst sich mit unterschiedlichen Aspekten des hCAT-1-vermittelten Transportes, die in zwei Teilabschnitten behandelt werden. Im ersten Abschnitt wurden die Transporteigenschaften von hCAT-1-exprimierenden X. laevis-Oozyten mit Hilfe von elektrophysiologischen Methoden untersucht und mit denen der Isoformen hCAT-2A und -2B verglichen. Dabei zeigte sich, dass es durch die Expression von hCAT-2A und -2B in Oozyten zur Bildung eines BAS-Potentiales kommt, jedoch nicht durch die Expression von hCAT-1. Hierfür dürfte die hohe Transstimulierbarkeit des hCAT-1-Proteins verantwortlich sein. Obwohl das Membranpotential einer Zelle die Akkumulation von BAS durch die hCAT-Proteine beeinflusst, war bei sehr hohen extrazellulären BAS-Konzentrationen die Akkumulation durch hCAT-1 und -2B im Gegensatz zu hCAT-2A nicht vom Membranpotential abhängig, da unter diesen Bedingungen der Efflux limitierend wirkte. Mit Hilfe der voltage clamp-Methode wurden die L-Arginin-induzierten Maximalströme (Vmax) und die Leitfähigkeiten der hCAT-Proteine bestimmt. Die so ermittelten Vmax-Werte sind nur halb so groß wie die durch Flux-Studien bestimmten. Daher muss von einem Gegentransport an positiver Ladung (Substrat) ausgegangen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die hCAT-Isoformen zwei unterschiedliche Leitfähigkeitszustände für BAS besitzen, die von der intrazellulären BAS-Konzentration abhängig sind. Eine Leitfähigkeitszunahme durch Zugabe von extrazellulärem L-Arginin konnte bei allen hCAT-Isoformen in depletierten Oozyten beobachtet werden. In BAS-beladenen Oozyten führte die Zugabe von L-Arginin dagegen zu keiner (hCAT-1 und hCAT-2B) bzw. zu einer geringen (hCAT-2A) Zunahme der Leitfähigkeit der Transporter. Im Substratgleichgewicht jedoch nahm die Leitfähigkeit der drei untersuchten hCAT-Isoformen in Abhängigkeit von der Substratkonzentration zu. Überraschenderweise wurden für die untersuchten hCAT-Isoformen Leck-Ströme in Abwesenheit von BAS nachgewiesen. An hCAT-2B-exprimierenden Oozyten wurde eine erhöhte Leitfähigkeit für K+-Ionen gezeigt. Die physiologische Bedeutung dieser Kanalfunktion ist jedoch noch völlig ungeklärt. Im zweiten Abschnitt wurde der Mechanismus der Proteinkinase C (PKC)-vermittelten Inhibition der hCAT-1-Transportaktivität untersucht. Hierfür wurden hCAT-1.EGFP-Konstrukte in Oozyten und in U373MG Glioblastom-Zellen exprimiert. Mit Hilfe konfokaler Mikroskopie und Western-Blot-Analysen von biotinylierten Zelloberflächen-Proteinen wurde gezeigt, dass die PKC-vermittelte Reduktion der hCAT-1-Transportaktivität auf einer Reduktion der hCAT-Expression an der Zelloberfläche beruht. Ähnliche Ergebnisse wurden auch mit dem endogen in humanen DLD-1 Kolonkarzinom-Zellen exprimierten hCAT-1 erzielt. Der PKC-Effekt war auch noch nach Entfernung der putativen PKC-Erkennungsstellen am hCAT-1-Protein vorhanden. Daher reguliert die PKC die hCAT-1-Transportaktivität vermutlich über einen indirekten Mechanismus, d. h. nicht über eine direkte Phosphorylierung des hCAT-1-Proteins. Die Veränderung der Zelloberflächenexpression stellt einen neuen Regulationsmechanismus für die CAT-Proteine dar, der erklären kann, warum sich Modifikationen in der CAT-Proteinexpression oft nicht in entsprechenden Veränderungen der Transportaktivität widerspiegeln.

Substratversorgung von NO-Synthasen

Resultate dieser Arbeit zeigen, dass endotheliale und neuronale NO-Synthasen (eNOS und nNOS) ihr Substrat Arginin nicht ausschließlich aus extrazellulären, sondern auch aus intrazellulären Quellen beziehen. Das Substrat aus den intrazellulären Quellen scheint nicht über Membrantransporter in den Extrazellulärraum gelangen zu können. Dies deutet darauf hin, dass eine enge Assoziation der Arginin-bereitstellenden Enzyme mit eNOS bzw. nNOS vorliegen könnte. Dadurch würde das durch diese Enzyme generierte Arginin direkt an die NOS weitergereicht und nicht über Transporter gegen andere basische Aminosäuren (AS) im Extrazellulärraum ausgetauscht werden. Eine intrazelluläre Substrat-Quelle besteht aus dem so genannten „Recycling“, der Umwandlung des bei der NO-Synthese entstehenden Citrullins in Arginin. Eine Kopplung von Arginin-bereitstellenden „Recycling“-Enzymen mit NOS wird in Endothelzellen und teilweise auch in TGW-nu-I Neuroblastomzellen beobachtet, nicht jedoch in A673 Neuroepitheliomzellen. Die Kopplung scheint daher vom Zelltyp abhängig zu sein. Das zur Arginin-Regeneration benötigte Citrullin kann allen untersuchten Zellen durch den Austausch mit spezifischen neutralen AS, die ausschließlich zum Substratprofil des System N Transporters SN1 passen, entzogen werden. Die Anwesenheit von SN1-Substraten im Extrazellulärraum führt daher indirekt zu einer Depletion der Recycling-Quelle. SN1 mRNA ist in allen untersuchten Zellen nachweisbar. Aus Protein-Abbau stammendes Arginin stellt den zweiten Teil der intrazellulären Arginin-Quelle dar. Dieser ist in allen untersuchten eNOS- oder nNOS exprimierenden Zellen vorhanden. Das Arginin stammt dabei sowohl aus lysosomalem als auch proteasomalen Proteinabbau, wie der Einsatz spezifischer Inhibitoren zeigt. Extrazelluläres Histidin (aber keine andere Aminosäure) kann diese Arginin-Quelle depletieren. Wir vermuten deshalb, dass Histidin über den Peptid-Histidin-Transporter PHT1, der in allen untersuchten Zellen stark exprimiert ist, gegen die durch lysosomalen und proteasomalen Proteinabbau entstehenden Arginin-haltigen Di- und Tripeptide ausgetauscht wird. Der wichtigste endogene NOS-Inhibitor, asymmetrisches Dimethylarginin (ADMA), ein Marker für endotheliale Dysfunktion und Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen, stammt ebenfalls aus Proteinabbau. Die Verfügbarkeit dieser intrazellulären Arginin-Quelle wird deshalb stark vom Methylierungsgrad des Arginins in den abgebauten Proteinen abhängen. Eine lokale ADMA-Anreicherung könnte eine Erklärung für das Arginin-Paradox sein, der unter pathophysiologischen Bedingungen beobachteten Verminderung der endothelialen NO-Synthese bei anscheinend ausreichenden intrazellulären Argininkonzentrationen. Da auch in neurodegenerativen Erkrankungen, wie Morbus Alzheimer, ADMA eine Rolle zu spielen scheint, könnte das Arginin-Paradox auch für die nNOS-vermittelte NO-Synthese von Bedeutung sein. Die Resultate demonstrieren, dass die Substratversorgung der beiden NOS-Isoformen nicht ausschließlich von kationischen Aminosäuretransportern abhängig ist, sondern auch von Transportern für neutrale Aminosäuren und Peptide, und außerdem von Arginin-bereitstellenden Enzymen. Der jeweilige Beitrag der verschiedenen Arginin-Quellen zur Substratversorgung der NOS ist daher abhängig vom Anteil der jeweiligen Aminosäuren und Peptide in der extrazellulären Flüssigkeit.

Immunoconiugati contenenti tossine vegetali o siRNA per la deplezione selettiva di cellule leucemiche. Preparazione, citotossicità e studi di mutagenesi sito-specifica.

CD33 is a myeloid cell surface marker absent on normal hematopoietic stem cells and normal tissues but present on leukemic blasts in 90% of adult and paediatric acute myeloid leukaemia (AML) cases. By virtue of its expression pattern and its ability to be rapidly internalized after antibody binding, CD33 has become an attractive target for new immunotherapeutic approaches to treat AML. In this study two immunoconjugates were constructed to contain a humanised single-chain fragment variable antibody (scFv) against CD33 in order to create new antibody-derived therapeutics for AML. The first immunoconjugate was developed to provide targeted delivery of siRNAs as death effectors into leukemic cells. To this purpose, a CD33-specific scFv, modified to include a Cys residue at its C-terminal end (scFvCD33-Cys), was coupled through a disulphide bridge to a nona-d-arginine (9R) peptide carrying a free Cys to the N-terminal. The scFvCD33-9R was able to completely bind siRNAs at a protein to nucleic acid ratio of about 10:1, as confirmed by electrophoretic gel mobility-shift assay. The conjugate was unable to efficiently transduce cytotoxic siRNA (siTox) into the human myeloid cell line U937. We observed slight reductions in cell viability, with a reduction of 25% in comparison to the control group only at high concentration of siTox (300 nM). The second immunoconjugate was constructed by coupling the scFvCD33-Cys to the type 1 ribosome inactivating protein Dianthin 30 (DIA30) through a chemical linking The resulting immunotoxin scFvCD33-DIA30 caused the rapid arrest of protein synthesis, inducing apoptosis and leading ultimately to cell death. In vitro dose-dependent cytotoxicity assays demonstrated that scFvCD33-DIA30 was specifically toxic to CD33-positive cell U937. The concentration needed to reach 50 % of maximum killing efficiency (EC50) was approximately 0.3 nM. The pronounced antigen-restricted cytotoxicity of this novel agent makes it a candidate for further evaluation of its therapeutic potential.

Untersuchung der Bindung des humanen Papillomvirus HPV16 an Heparansulfate der Zelloberfläche

In 99,7% aller Zervixkarzinome kann die DNA humaner Papillomviren (HPV) nachgewiesen werden, die somit den Hauptauslöser für eine der häufigsten Krebserkrankungen bei Frauen weltweit darstellen. HPV16 ist verantwortlich für etwa 50% aller Zervixkarzinome. Für die Infektion von Zellen mit HPV16 ist die Interaktion mit Heparansulfatproteoglykanen der Zelloberfläche essentiell. Um Aminosäuren auf der Oberfläche des majoren Kapsidproteins L1 von HPV16 zu identifizieren, die zu dieser Interaktion beitragen, wurden im Rahmen dieser Arbeit zahlreiche Punktmutanten hergestellt und analysiert. Der Austausch der drei Lysine K278, K356 und K361 zu Alaninen führte zu signifikant verminderter Zell-, Heparin- und Heparansulfatbindung, die noch weiter reduziert wurde, wenn zwei oder drei der Lysine gleichzeitig mutiert waren. Auch die Infektiosität der mutanten Pseudovirionen war stark beeinträchtigt, die Trippelmutante zeigte nur noch 5% Infektiosität. Diese Ergebnisse demonstrieren, dass die drei Lysine gemeinsam die Bindestelle für Heparansulfate bilden. Ihr Austausch zu Argininen beeinflusste die Infektiosität der Partikel hingegen nicht, was bestätigt, dass die Interaktion mit Heparansulfaten von der positiven Ladungsdichte abhängt und nicht sequenzspezifisch ist. Die drei Lysine befinden sich auf der Spitze des HPV16-Kapsomers in einer flachen Tasche, die aufgrund ihrer Struktur bereits früher als potentielle Rezeptorbindestelle vorgeschlagen wurde. Fab-Fragmente des bindungsneutralisierenden Antikörpers H16.56E, dessen Epitop in direkter Nachbarschaft der Lysine liegt, inhibierten die heparansulfatvermittelte Zellbindung viraler Partikel. Auch Epitope anderer bindungsneutralisierender Antikörper befinden sich in der Nähe. Dies untermauert die Hypothese, dass die Lysine K278, K356 und K361 die Heparansulfatbindestelle von HPV16 bilden. Der Austausch von Threoninen, die genau zwischen den Lysinen liegen, hatte keine Auswirkung auf Bindung der Partikel und Infektiosität. Sie könnten jedoch durch die Bildung von Wasserstoffbrücken die Bindung an Heparansulfat stabilisieren. Die Bedeutung der Lysine K278, K356 und K361 bei der primären Interaktion von HPV16 mit Heparansulfaten konnte durch die Computersimulation der Interaktion der Virusoberfläche mit einem Heparinmolekül bestätigt werden. Des Weiteren konnten Anforderungen ermittelt werden, die eine solche Interaktion an das Heparinmolekül stellt. Weiterhin zeigten die Ergebnisse dieser Arbeit, dass basische Aminosäuren in der interkapsomeren Grube nicht an der primären Zellbindung an Heparansulfate beteiligt zu sein scheinen, aber eine Rolle bei sekundären Interaktionen mit der Zelloberfläche spielen könnten.

Isolierung und Charakterisierung allergener Proteine aus der Amerikanischen Schabe (Periplaneta americana)

Allergie gegen Schaben ist eine der Hauptursachen für das Auftreten von allergischem Asthma und allergischer Rhinitis. Verursacht werden diese Krankheiten durch die Schabenallergene. Obwohl bisher zahlreiche Allergene identifiziert wurden, ist bisher nicht bekannt, was ein Protein tatsächlich zu einem Allergen macht. Um die intrinsischen Eigenschaften von Allergenen besser verstehen zu können, wurden in dieser Arbeit Reinigungsprotokolle für die zwei Allergenklassen Per a 3 und Per a 9 aus der Amerikanischen Schabe entwickelt und die Allergene biochemisch und immunologisch charakterisiert. Die Besonderheit der Per a 3-Allergene liegt zum einen darin, dass bisher keine kreuzreagierenden Allergene bekannt sind und zum anderen, dass es sich um -hinsichtlich Temperatur, Harnstoff und Hydrolyse- sehr stabile hexamere Proteine handelt. Zudem sind sie in ihrer nativen hexameren Oligomerisierung stärkere Allergene und in dissoziierter Form könnten sie geeignete Kandidaten für eine Immuntherapie sein. Proteinbiochemisch sind die Per a 3-Allergene als Hexamerine einzustufen. Bei Per a 9 handelt es sich um eine monomere Arginin-Kinase mit allergenem Potential. Aufgrund der weiten Verbreitung der Arginin-Kinasen, den hohen Sequenzidentitäten zu weiteren Invertebraten-Arginin-Kinasen und den bisher bekannten Kreuzreaktionen sind diese Proteine aus Invertebraten wahrscheinlich als Pan-Allergene einzustufen.