CTAB, Triton X-100 and freezing-thawing treatments of Candida guilliermondii: Effects on permeability and accessibility of the glucose-6-phosphate dehydrogenase, xylose reductase and xylitol dehydrogenase enzymes

Cells of Candida guilliermondii (ATCC 201935) were permeabilised with surfactant treatment (CTAB or Triton X-100) or a freezing-thawing procedure. Treatments were monitored by in situ activities of the key enzymes involved in xylose metabolism, that is, glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), xylose reductase (XR) and xylitol dehydrogenase (XD). The permeabilising ability of the surfactants was dependent on its concentration and incubation time. The optimum operation conditions for the permeabilisation of C. guilliermondii with surfactants were 0.41 mM (CTAB) or 2.78 mM (Triton X-100), 30 degrees C, and pH 7 at 200 rpm for 50 min. The maximum permeabilisation measured in terms of the in situ G6PD activity observed was, in order, as follows: CTAB (122.4 +/- 15.7 U/g(cells)) > freezing-thawing, , (54.3 +/- 1.9 U/g(cells)) > Triton X-100 (23.5 +/- 0.0 U/g(cells)). These results suggest that CTAB surfactant is more effective in the permeabilisation of C. guilliermondii cells in comparison to the freezing-thawing and Triton X-100 treatments. Nevertheless, freezing-thawing was the only treatment that allowed measurable in situ XR activity. Therefore, freezing-thawing permeabilised yeast cells could be used as a source of xylose reductase for analytical purposes or for use in biotransformation process such as xylitol preparation from xylose. The level of in situ xylose reductase was found to be 13.2 +/- 0.1 U/g(cells).

Patient with toxoplasmosis and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency: a case report

Abstract Introduction Toxoplasmosis, a zoonotic protozoal disease caused by toxoplasma gondii, is prevalent throughout the world, affecting a large proportion of persons who usually have no symptoms. Glucose 6 phosphate dehydrogenase deficiency, an X-linked inherited disorder, is present in over 400 million people world wide. It is more common in tropical and subtropical countries and is one of the important causes of hemolytic anemia. Case presentation This case report relates the occurrence of the two diseases simultaneously in a child of five years old. Conclusion Patients with glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency are more susceptible to toxoplasmosis and this case report, reinforce the findings of this propensity and alert us for such possibility, what it is important, therefore, the treatment of toxoplasmosis can cause serious hemolysis in these patients.

Assessment of metabolic control among patients in a capillary glucose self-monitoring program

OBJECTIVE: To assess the metabolic control of diabetes mellitus patients registered in a capillary glucose self-monitoring program at home. METHODS: In this longitudinal retrospective study, 97 subjects at four health institutions in a Brazilian city were followed during 37 months between 2005 and 2008. The health files were analyzed of patients selected to register the evolution of variables related to capillary glucose self-monitoring at home and metabolic control of diabetes mellitus. RESULTS: During the assessment, both mean and monthly percentages of capillary blood glucose measurements at home decreased from 34.1 (65.1%) to 33.6 (64.8%), respectively (p <0.001). Mean HbA1c levels dropped from 9.20% to 7.94% (p<0.001). HDL cholesterol decreased from 51 mg/dl to 47 mg/dl (p=0.001). CONCLUSION: Patients' metabolic control improved, characterized by a significant reduction in HbA1C.

Plasma kinetics of an LDL-like nanoemulsion and lipid transfer to HDL in subjects with glucose intolerance

OBJECTIVE: Glucose intolerance is frequently associated with an altered plasma lipid profile and increased cardiovascular disease risk. Nonetheless, lipid metabolism is scarcely studied in normolipidemic glucose-intolerant patients. The aim of this study was to investigate whether important lipid metabolic parameters, such as the kinetics of LDL free and esterified cholesterol and the transfer of lipids to HDL, are altered in glucose-intolerant patients with normal plasma lipids. METHODS: Fourteen glucose-intolerant patients and 15 control patients were studied; none of the patients had cardiovascular disease manifestations, and they were paired for age, sex, race and co-morbidities. A nanoemulsion resembling a LDL lipid composition (LDE) labeled with 14C-cholesteryl ester and ³H-free cholesterol was intravenously injected, and blood samples were collected over a 24-h period to determine the fractional clearance rate of the labels by compartmental analysis. The transfer of free and esterified cholesterol, triglycerides and phospholipids from the LDE to HDL was measured by the incubation of the LDE with plasma and radioactivity counting of the supernatant after chemical precipitation of non-HDL fractions. RESULTS: The levels of LDL, non-HDL and HDL cholesterol, triglycerides, apo A1 and apo B were equal in both groups. The 14C-esterified cholesterol fractional clearance rate was not different between glucose-intolerant and control patients, but the ³H-free-cholesterol fractional clearance rate was greater in glucose-intolerant patients than in control patients. The lipid transfer to HDL was equal in both groups. CONCLUSION: In these glucose-intolerant patients with normal plasma lipids, a faster removal of LDE free cholesterol was the only lipid metabolic alteration detected in our study. This finding suggests that the dissociation of free cholesterol from lipoprotein particles occurs in normolipidemic glucose intolerance and may participate in atherogenic signaling.

Biological and physicochemical stability of ceftazidime and aminophylline on glucose parenteral solution

Ceftazidime is a broad spectrum antibiotic administered mainly by the parenteral route, and it is especially effective against Pseudomonas aeruginosa. The period of time in which serum levels exceed the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) is an important pharmacodynamic parameter for its efficacy. One of the forms to extend this period is to administer the antibiotic by continuous infusion, after prior dilution in a Parenteral Solution (PS). The present work assessed the stability of ceftazidime in 5% glucose PS for 24 hours, combined or not with aminophylline, through High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The physicochemical evaluation was accompanied by in vitro antimicrobial activity compared MIC test in the 24-hour period. Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa were the microorganisms chosen for the MIC comparison. The HPLC analysis confirmed ceftazidime and aminophylline individual stability on PS, while the MIC values were slightly higher than the mean described in the literature. When both drugs were associated in the same PS, the ceftazidime concentration by HPLC decreased 25% after 24 hours. Not only did the MIC values show high loss of antibiotic activity within the same period, but also altered MIC values immediately after the preparation, which was not detected by HPLC. Our results indicate that this drug combination is not compatible, even if used right away, and that PS might not be the best vehicle for ceftazidime, emphasizing the importance of the MIC evaluation for drug interactions.

Elevated tissue omega-3 fatty acid status prevents age-related glucose intolerance in fat-1 transgenic mice

The objective of this study was to investigate the impact of elevated tissue omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids (PUFA) status on age-related glucose intolerance utilizing the fat-1 transgenic mouse model, which can endogenously synthesize n-3 PUFA from omega-6 (n-6) PUFA. Fat-1 and wild-type mice, maintained on the same dietary regime of a 10% corn oil diet, were tested at two different ages (2months old and 8months old) for various glucose homeostasis parameters and related gene expression. The older wild-type mice exhibited significantly increased levels of blood insulin, fasting blood glucose, liver triglycerides, and glucose intolerance, compared to the younger mice, indicating an age-related impairment of glucose homeostasis. In contrast, these age-related changes in glucose metabolism were largely prevented in the older fat-1 mice. Compared to the older wild-type mice, the older fat-1 mice also displayed a lower capacity for gluconeogenesis, as measured by pyruvate tolerance testing (PTT) and hepatic gene expression of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and glucose 6 phosphatase (G6Pase). Furthermore, the older fat-1 mice showed a significant decrease in body weight, epididymal fat mass, inflammatory activity (NFκ-B and p-IκB expression), and hepatic lipogenesis (acetyl-CoA carboxylase (ACC) and fatty acid synthase (FAS) expression), as well as increased peroxisomal activity (70-kDa peroxisomal membrane protein (PMP70) and acyl-CoA oxidase1 (ACOX1) expression). Altogether, the older fat-1 mice exhibit improved glucose homeostasis in comparison to the older wild-type mice. These findings support the beneficial effects of elevated tissue n-3 fatty acid status in the prevention and treatment of age-related chronic metabolic diseases

Impaired glucose tolerance in low-carbohydrate diet: maybe only a physiological state

Conselho Nacional de Desenvolvimento da Pesquisa (National Council of Research Development) - 476148/2010-3

Lipid and glucose profiles of dairy buffaloes during lactation and dry period

The purpose of this study was to analyze the influence of lactation and dry period in the constituents of lipid and glucose metabolism of buffaloes. One hundred forty-seven samples of serum and plasma were collected between November 2009 and July 2010, from properties raising Murrah, Mediterranean and crossbred buffaloes, located in the State of Sao Paulo, Brazil. Biochemical analysis was obtained by determining the contents of serum cholesterol, triglycerides, beta-hydroxybutyrate (β-HBO), non-esterified fatty acids (NEFA) and plasma glucose. Values for arithmetic mean and standard error mean were calculated using the SAS procedure, version 9.2. Tests for normality of residuals and homogeneity of variances were performed using the SAS Guide Data Analysis. Data were analyzed by ANOVA using the SAS procedure Glimmix. The group information (Lactation), Farm and Age were used in the statistical models. Means of groups were compared using Least Square Means (LSMeans) of SAS, where significant difference was observed at P ≤ 0.05. It was possible to conclude that buffaloes during peak lactation need to metabolize body reserves to supplement the lower amounts of bloodstream lipids, when they remain in negative energy balance. In the dry period, there were significant changes in the lipid profile, characterized by decrease of nutritional requirements, with consequent improvement in the general conditions of the animals.

Changes in renal glucose transporters in an animal model of metabolic syndrome

Considering the similarity between structural, hemodynamic, and functional changes of obesity-related renal disease and diabetic nephropathy, we hypothesized that renal glucose transporter changes occur in obesity as in diabetes. The aim of the work was to evaluate GLUT1 and GLUT2 in kidneys of an animal model of metabolic syndrome. Neonate spontaneously hypertensive rats (SHR), n=15/group, were treated with monosodium glutamate (5 mg/g) (MetS) for 9 days and compared with saline-treated Wistar-Kyoto (C) and SHR (H) rats. Lee index, systolic arterial pressure (SAP), glycemia, insulin resistance, triglycerides, and HDL cholesterol were evaluated at 3 and 6 months. Medullar GLUT1 and cortical GLUT2 were analyzed by Western blot. MetS vs. C and H rats had the highest Lee index (p<0.001) and insulin resistance (3-months C: 4.3±0.7, H: 3.9±0.9, MetS: 2.7±0.6; 6-months C: 4.2±0.6, H: 3.8±0.5, MetS: 2.4±0.6% • min−1, p<0.001), similar glycemia, and the lowest HDL-cholesterol at 6-months (p<0.001). In the MetS and H rats, SAP was higher vs. C at 3-months (p<0.001) and 6-months (C: 151±15, H: 190±11, MetS: 185±13 mm Hg, p<0.001) of age. GLUT1 was ̴ 13× lower (p<0.001) at 3-months, reestablishing its content at 6-months in MetS group, while GLUT2 was 2× higher (p<0.001) in this group at 6-months of age. Renal GLUT1 and GLUT2 are modulated in kidney of rats with metabolic syndrome, where obesity, insulin resistance and hypertension coexist, despite normoglycemia. Like in diabetes, cortical GLUT2 overexpression may contribute to the development of kidney disease

Biological and physicochemical stability of ceftazidime and aminophylline on glucose parenteral solution

Ceftazidime is a broad spectrum antibiotic administered mainly by the parenteral route, and it is especially effective against Pseudomonas aeruginosa. The period of time in which serum levels exceed the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) is an important pharmacodynamic parameter for its efficacy. One of the forms to extend this period is to administer the antibiotic by continuous infusion, after prior dilution in a Parenteral Solution (PS). The present work assessed the stability of ceftazidime in 5% glucose PS for 24 hours, combined or not with aminophylline, through High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The physicochemical evaluation was accompanied by in vitro antimicrobial activity compared MIC test in the 24-hour period. Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa were the microorganisms chosen for the MIC comparison. The HPLC analysis confirmed ceftazidime and aminophylline individual stability on PS, while the MIC values were slightly higher than the mean described in the literature. When both drugs were associated in the same PS, the ceftazidime concentration by HPLC decreased 25% after 24 hours. Not only did the MIC values show high loss of antibiotic activity within the same period, but also altered MIC values immediately after the preparation, which was not detected by HPLC. Our results indicate that this drug combination is not compatible, even if used right away, and that PS might not be the best vehicle for ceftazidime, emphasizing the importance of the MIC evaluation for drug interactions.

Synthese, Radioiodierung und Evaluierung von neuen MGMT-Inhibitoren und ihren Glucose-Konjugaten

Eine häufige Art der Chemotherapie ist die Behandlung von Tumoren mit alkylierenden oder chloralkylierenden Zytostatika, die eine Alkylierung von Guanin in der DNA verursachen. Daraus resultieren eine Blockierung der DNA-Synthese und ein Rückgang im Tumorwachstum. Das Enzym O6-Methylguanin-DNA-methyltransferase (MGMT) ist in der Lage, solche Schäden zu reparieren. Da MGMT auch in verschiedenen Tumorarten exprimiert wird, eine Tatsache, die therapeutische Effekte verringern könnte, wird zur Zeit die Gabe von Inhibitoren der MGMT, wie O6-Benzylguanin, vor der eigentlichen Chemotherapie untersucht. Um möglicher Weise die Selektivität dieser Verbindungen für Tumor- vs. gesundem Gewebe und auch die in vivo-Eigenschaften zu verbessern, wurden glycosylierte Inhibitoren vorgeschlagen. Für eine Entwicklung neuer MGMT-Inhibitoren wäre es hilfreich, die in vivo Bioverteilung in Tier und Mensch durch eine Markierung mit geeigneten Isotopen verfolgen zu können. Im Moment existiert keine Möglichkeit, den MGMT-Status eines Tumors nicht-invasiv zu visualisieren. Diese Information kann sehr wichtig für die Planung einer Chemotherapie mit alkylierenden oder chloralkylierenden Zytostatika sein. Mit Methoden wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) oder der Einzel-Photonen-Emissions-Tomographie (SPECT) ist eine nicht-invasive Quantifizierung von biochemischen Prozessen prinzipiell möglich. Hierfür wurden verschiedenen MGMT-Inhibitoren bereits mit Isotopen wie Fluor-18, Kohlenstoff-11 un Iod-131 markiert, aber sie waren aus unterschiedlichen Gründen nicht geeignet. Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von neuen O6-derivatisierten Guaninen, die über einen C8-Spacer an der N9-Position des Guanins mit einer Glucose-Einheit konjugiert werden sollten, geeigneten Markierungsvorläufern und Radioiodierungs-Methoden. Durch Wahl eines geeigneten Radioiodisotops für die Markierung des Restes an der O6-Position des Guanins kann die ex vivo-Bioverteilung dieser Verbindungen in tumortragenden Nacktmäusen (Iod-131) und die Untersuchung der in vivo-Verteilung (Iod-123) durchgeführt werden. Daher wurden O6-(5-Iodothenyl)- (ITG) und O6-(3-Iodbenzyl)guanin-Derivate (IBG) sowie ihre Glucose-Konjugate ITGG und IBGG synthetisiert. Von diesen inaktiven Standard-Verbindungen wurden die IC50-Werte zur MGMT bestimmt. Da sie alle im nM-Bereich lagen, schienen die Verbindungen für weitere Untersuchungen geeignet zu sein. Die Radiomarkierung der Inhibitoren mit Iod-131 bzw. Iod-123 wurde durch Umsetzung der Trialkyl-stannylierten Markierungsvorläufer mit der Chloramin T-Methode in mittleren (Iod-123) bis hohen (Iod-131) radiochemischen Ausbeuten und mit hohen radiochemischen Reinheiten durchgeführt. Mit den 131I-iodierten Verbindungen wurde die spezifische Bindung zur MGMT nachgewiesen, eine Eigenschaft, die essentiell für eine weitere Verwendung dieser Derivate ist. Sie wurden auch zur Bestimmung der ex vivo-Tumor- und Organverteilung in tumortragenden Nacktmäusen (MEX(+), MEX(-), Glioblastom) verwendet. In allen Fällen war die Tumoraufnahme der nicht-konjugierten Guanin-Derivate höher als die der entsprechenden Glucose-Konjugate. Das Tumor-Blut-Verhältnis, das sehr wichtig für einen potentiellen Einsatz der Verbindungen als Tracer des MGMT-Status eines Tumors ist, variierte abhängig von der Kinetik. Zu allen Zeitpunkten war die in vivo-Deiodierung der Glucose-Konjugate deutlich geringer als die von ITG oder IBG. Unter Verwendung von [131I]IBG und [131I]IBGG wurde die Biodistribution nach Inhibition der Natrium-abhängigen Glucose-Transporter, die zumindests teilweise für die Aufnahme der MGMT-Inhibitoren in Zellen verantwortlich sind, durch Phloretin untersucht. Einen Unterschied in der Tumoraufnahme zwischen den mit Phloretin behandelten und den unbehandelten Mäusen konnte nicht beobachtet werden, wahrscheinlich weil die Akkumulation im Tumor generell niedrig war. Mit den 123I-iodierten Verbindungen [123I]IBG und [123I]IBGG wurden in vivo-Scans an tumortragenden Nacktmäusen (MEX(+), MEX(-)) mit einer Kleintier-SPECT-Kamera durchgeführt. In beiden Fällen wurde eine geringe Akkumulation in den Tumoren im Vergleich zu anderen Organen beobachtet, was die ex vivo-Biodistributionsdaten bestätigte.

Selektiv deblockierbare 2,6-Diamino-2,6-didesoxy-D-glucose-Scaffolds für die kombinatorische Synthese potentieller RNA-Liganden

Aminoglydosid-Antibiotika wie Neomycin B oder Cyclopeptid-Antibiotike wie Viaomycin sind dafür bekannt, daß sie selektiv an RNA binden können. Diese Interaktionen beruhen sowohl auf elektrostatischen Wechselwirkungen als auch auf H-Brücken-Bindungen. Des weiteren ist die definierte räumliche Anordnung von Donor- und Akzeptor-Resten in den Strukturen der RNA-Liganden wichtig für die Affinität. Eine Möglichkeit natürliche RNA-Liganden zu imitieren ist der Einsatz polyfunktioneller Template wie zum Beispiel das 2,6-Diamino-2,6-didesoxy-D-glucose-Scaffold. Mit Hilfe dieser Scaffolds können dann verschiedene positv geladene Reste und Donatoren sowie Akzeptoren für H-Brücken-Bindungen oder auch Interkalatoren räumlich definiert präsentiert werden. Für die unabhängige Funktionalisierung einer jeden Position ist ein Satz orthogonal stabiler Schutzgruppen nötig, wobei eine Hydroxylguppe durch einen Anker ersetzt wird, der eine Anbindung des Scaffolds an einen polymeren Träger ermöglicht. Das neu entwickelte 2,6-Diamino-2,6-didesoxy-D-glucose-Scaffold ist das erste Monosaccharid-Templat, das in allen fünf Positionen mit orthogonal stabilen Schutzgruppen blockiert ist. Alle Positionen könne in beliebiger Reihenfolge selektiv deblockiert und anschließend derivatisiert werden. Das Scaffold kann mit Aminosäuren, Guanidinen oder Interkalatoren umgesetzt werden, um so natürlich vorkommende RNA-bindende Aminoglycoside oder Peptide zu imitieren. Aufbauend auf diesem Monosaccharid-Templat wurde eine Bibliothek von über 100 potentiellen RNA-Liganden synthetisiert, die im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 579 (RNA-Liganden-Wechselwirkungen) in Zellassays auf ihre Fähigkeit zur Hemmung der Tat/TAR-Wechselwirkung untersucht wurden, wobei bis jetzt 9 Verbindungen mit einer hemmenden Wirkung im micromolaren Bereich gefunden wurden.

Streptococcus agalactiae adapts to glucose stress conditions by modulating gene expression profile

Diabetes mellitus is considered a risk factor for Group B Streptococcus (GBS) infections. Typically, this pathology is associated to high glucose levels in the bloodstream. Although clinical evidences support this notion, the physiological mechanisms underlying GBS adaptation to such conditions are not yet defined. In the attempt to address this issue, we performed comparative global gene expression analysis of GBS grown under glucose-stress conditions and observed that a number of metabolic and virulence genes was differentially regulated. Of importance, we also demonstrated that by knocking-out the csrRS locus the transcription profile of GBS grown in high-glucose conditions was profoundly affected, with more than a third of glucose-dependent genes, including the virulence factor bibA, found to be controlled by this two-component system. Furthermore, in vitro molecular analysis showed that CsrR specifically binds to the bibA promoter and the phosphorilation increases the affinity of the regulator to this promoter region. Moreover, we demonstrated that CsrR acts as a repressor of bibA expression by binding to its promoter in vivo. In conclusion, this work by elucidating both the response of GBS to pathological glucose conditions and the underlined molecular mechanisms will set the basis for a better understanding of GBS pathogenesis.

Selective photo-oxidation of glucose

Biomass transformation into high-value chemicals has attracted attention according to the “green chemistry” principles. Low price and high availability make biomass one of the most interesting renewable resources as it provides the means to create sustainable alternatives to the oil-derived building blocks of the chemical industry In recent year, the need for alternative environmentally friendly routes to drive chemical reactions has in photocatalytic processes an interesting way to obtain valuable chemicals from various sources using the solar light as energy source. The purpose of this work was to use supported noble metal nanoparticles in the selective photo-oxidation of glucose through using visible light. Glucose was chosen as model molecule because it is the cheapest and the most common monosaccharide. Few studies about glucose photo oxidation have been conducted so far, and reaction mechanism is still not totally explained. The aim of this work was to systematically analyze and assess the impact of several parameters (eg. catalyst/substrate ratio, reaction time, effect of the solvent and light source) on the reaction pathway and to monitor the product distribution in order to draw a general reaction scheme for the photo oxidation of glucose under visible light. This study regards the reaction mechanism and the influence of several parameters, such as solvent, light power and substrate concentration. Furthermore, the work focuses on the influence of gold and silver nanoparticles and on the influence of metal loading. The glucose oxidation was monitored through the mass balance and the products selectivity. Reactions were evaluated in terms of glucose conversion, mass balance and selectivities towards arabinose and gluconic acid. In conclusion, this study is able to demonstrate that the photo oxidation of glucose under visible light is feasible; the full identification of the main products allows, for the first time, a comprehensive reaction mechanism scheme.

Bedeutung von allelen Varianten des Hexose-Transporters Hxt3p und der Hexokinasen Hxk1p und Hxk2p für Aufnahme und Verwertung von Glucose und Fructose durch Weinhefen

In Hinsicht darauf, dass sich S. cerevisiae-Stämme im Laufe der Domestizierung und Anpassung an verschiedene Habitate genetisch verändert haben, wurde in dieser Arbeit eine repräsentative Auswahl von Labor-, kommerziellen und in der Natur vorkommenden Saccharomyces-Stämmen und ihren Interspezies-Hybriden auf die Verbreitung alleler Varianten der Hexokinase-Gene HXK1 und HXK2 getestet. Von den Hexose-Transportern stand Hxt3p im Mittelpunkt, da seine essentielle Rolle bei der Vergärung von Glucose und Fructose bereits belegt wurde.rnIn dieser Arbeit wurde gezeigt, dass es bedeutende Unterschiede in der Vergärung von Glucose und Fructose zwischen Weinhefen der Gattung Saccharomyces gibt, die z.T. mit Struktur-Varianten des Hexose-Transporter Hxt3p korrelieren. rnInsgesamt 51 Hefestämme wurden auf ihre allele Variante des HXT3-Gens untersucht. Dabei haben sich drei Hauptgruppen (die Fermichamp®-Typ Gruppe, Bierhefen und Hybrid-Stämme) mit unterschiedlichem HXT3-Allel ergeben. Im Zusammenhang mit der Weinherstellung wurden signifikante Nukleotid-Substitutionen innerhalb des HXT3-Gens der robusten S. cerevisiae-Stämme (wie z.B. Sekthefen, kommerzielle Starterkulturen) und Hybrid-Stämmen festgestellt. Diese Hefen zeichneten sich durch die Fähigkeit aus, den Most trotz stressigen Umwelt-Bedingungen (wie hohe Ethanol-Konzentration, reduzierter Ammonium-Gehalt, ungünstiges Glucose:Fructose-Verhältnis) zu vergären. rnDie Experimente deuten darauf hin, dass die HXT3-Allel-Variante des als Starterkultur verwendbaren Stammes Fermichamp®, für den verstärkten Fructose-Abbau verantwortlich ist. Ein gleiches Verhalten der Stämme mit dieser Allel-Variante wurde ebenfalls beobachtet. Getestet wurden die S. cerevisiae-Stämme Fermichamp® und 54.41, die bezüglich Hxt3p-Aminosäuresequenz gleich sind, gegenüber zwei S. cerevisiae-Stämmen mit dem HXT3-Standard-Alleltyp Fermivin® und 33. Der Unterschied in der Hexose-Verwertung zwischen Stämmen mit Fermichamp®- und Standard-Alleltyp war in der Mitte des Gärverlaufs am deutlichsten zu beobachten. Beide Gruppen, sowohl mit HXT3 Fermichamp®- als auch Fermivin®-Alleltyp vergoren die Glucose schneller als die Fructose. Der Unterschied aber zwischen diesen HXT3-Alleltypen bei der Zucker-Verwertung lag darin, dass der Fermichamp®-Typ eine kleinere Differenz in der Abbau-Geschwindigkeit der beiden Hexosen zeigte als der Fermivin®-Typ. Die Zuckeraufnahme-Messungen haben die relativ gute Fructose-Aufnahme dieser Stämme bestätigt.rnEbenfalls korrelierte der fructophile Charakter des Triple-Hybrides S. cerevisiae x S. kudriavzevii x S. bayanus-Stamm HL78 in Transportexperimenten mit verstärkter Aufnahme von Fructose im Vergleich zu Glucose. Insgesamt zeigte dieser Stamm ähnliches Verhalten wie die S. cerevisiae-Stämme Fermichamp® und 54.41. rnIn dieser Arbeit wurde ein Struktur-Modell des Hexose-Transporters Hxt3p erstellt. Als Basis diente die zu 30 % homologe Struktur des Proton/Xylose-Symporters XylE aus Escherichia coli. Anhand des Hxt3p-Modells konnten Sequenzbereiche mit hoher Variabilität (Hotspots) in drei Hxt3p-Isoformen der Hauptgruppen (die Fermichamp®-Typ Gruppe, Bierhefen und Hybrid-Stämme) detektiert werden. Diese signifikanten Aminosäure-Substitutionen, die eine mögliche Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Carriers mit sich bringen, konzentrieren sich auf drei Bereiche. Dazu gehören die Region zwischen den N- und C-terminalen Domänen, die cytosolische Domäne und der Outside-Loop zwischen Transmembranregion 9 und Transmembranregion 10. rnObwohl die Transportmessungen keinen Zusammenhang zwischen Stämmen mit unterschiedlichen HXT3-Allelen und ihrer Toleranz gegenüber Ethanol ergaben, wurde ein signifikanter Anstieg in der Zuckeraufnahme nach vorheriger 24-stündiger Inkubation mit 4 Vol% Ethanol bei den Teststämmen beobachtet. rnInsgesamt könnten allele Varianten von HXT3-Gen ein nützliches Kriterium bei der Suche nach robusten Hefen für die Weinherstellung oder für andere industrielle Anwendungen sein. Die Auswirkung dieser Modifikationen auf die Struktur und Effizienz des Hexose-Transporters, sowie der mögliche Zusammenhang mit Ethanol-Resistenz müssen weiter ausführlich untersucht werden. rnEin Zusammenhang zwischen den niedrig variablen Allel-Varianten der Hexokinase-Gene HXK1 und HXK2 und dem Zucker-Metabolismus wurde nicht gefunden. Die Hexokinasen der untersuchten Stämme wiesen allerdings generell eine signifikante geringere Affinität zu Fructose im Vergleich zu Glucose auf. Hier liegt sicherlich eine Hauptursache für den Anstieg des Fructose:Glucose-Verhältnisses im Laufe der Vergärung von Traubenmosten.rn