Biochemical characterization and DNA binding properties of the MocR family member GabR, a PLP-dependent transcription factor

GabR è un fattore di trascrizione chimerico appartenente alla famiglia dei MocR/GabR, costituito da un dominio N-terminale elica-giro-elica di legame al DNA e un dominio effettore e/o di oligomerizzazione al C-terminale. I due domini sono connessi da un linker flessibile di 29 aminoacidi. Il dominio C-terminale è strutturalmente omologo agli enzimi aminotransferasici fold-type I, i quali, utilizzando il piridossal-5’-fosfato (PLP) come cofattore, sono direttamente coinvolti nel metabolismo degli aminoacidi. L’interazione contemporanea di PLP e acido γ-aminobutirrico (GABA) a GabR fa sì che questa promuova la trascrizione di due geni, gabT e gabD, implicati nel metabolismo del GABA. GabR cristallizza come un omodimero con una configurazione testa-coda. Il legame con la regione promotrice gabTD avviene attraverso il riconoscimento specifico di due sequenze dirette e ripetute (ATACCA), separate da uno spacer di 34 bp. In questo studio sono state indagate le proprietà biochimiche, strutturali e di legame al DNA della proteina GabR di Bacillus subtilis. L’analisi spettroscopica dimostra che GabR interagisce con il PLP formando l’aldimina interna, mentre in presenza di GABA si ottiene l’aldimina esterna. L’interazione fra il promotore gabTD e le forme holo e apo di GabR è stata monitorata mediante Microscopia a Forza atomica (AFM). In queste due condizioni di legame è stata stimata una Kd di circa 40 ηM. La presenza di GABA invece, determinava un incremento di circa due volte della Kd, variazioni strutturali nei complessi GabR-DNA e una riduzione del compattamento del DNA alla proteina, indipendentemente dalla sequenza del promotore in esame. Al fine di valutare il ruolo delle caratteristiche topologiche del promotore, sono state inserite cinque e dieci bp all’interno della regione spacer che separa le due sequenze ripetute dirette riconosciute da GabR. I significativi cambiamenti topologici riscontrati nel frammento aggiunto di cinque bp si riflettono anche sulla forte riduzione dell’affinità di legame verso la proteina. Al contrario, l’inserzione di 10 bp provoca solamente l’allontanamento delle sequenze ripetute dirette. L’assenza quindi di cambiamenti significativi nella topologia di questo promotore fa sì che l’affinità di legame per GabR rimanga pressoché inalterata rispetto al promotore non mutato. L’analisi del potenziale elettrostatico superficiale di GabR mostra la presenza di una fascia carica positivamente che si estende lungo un’intera faccia della proteina. Per verificare l’importanza di questa caratteristica di GabR nel meccanismo di interazione al DNA, sono stati preparati ed indagati i mutanti R129Q e K362-366Q, in cui la carica positiva superficiale risultava indebolita. L’affinità di legame dei mutanti di GabR per il DNA era inferiore rispetto alla proteina non mutata, in particolar modo nel mutante K362-366Q. Le evidenze acquisite suggeriscono che la curvatura intrinseca del promotore ed il corretto orientamento delle sequenze sulla doppia elica, più della distanza che le separa, siano critici per sostenere l’interazione con GabR. Oltre a questo, la superficie positiva di GabR è richiesta per accomodare la curvatura del DNA sul corpo della proteina. Alla luce di questo, l’interazione GabR-gabTD è un esempio di come il riconoscimento specifico di sequenze, la topologia del DNA e le caratteristiche strutturali della proteina siano contemporaneamente necessarie per sostenere un’interazione proteina-DNA stabile.

Influência da reutilização na biocompatibilidade de materiais médico-hospitalares de uso único

A prática da reutilização de produtos médico-hospitalares de uso único vem sendo aplicada desde meados da década de setenta. A principal razão que tem contribuído para disseminação desta conduta pelas instituições hospitalares radicadas tanto nos países em desenvolvimento como naqueles considerados ricos, tem sido a aparente economia de custos. Apesar dos riscos relacionados com a prática da reutilização, como reações pirogênicas, danos ocasionados por bactérias consideradas patogênicas em pacientes imunologicamente comprometidos, danos na integridade fisica dos produtos, assim como aumento do período de permanência dos pacientes no hospital, têm despertado o interesse em avaliar aspectos fisicos e biológicos dos produtos médico-hospitalares reutilizados. Baseando-se nestas considerações foram aplicados desafios com esporos de Bacillus Subtilis varo niger ATCC 9372 e endotoxina bacteriana E. coli 055:B5. Os produtos desafiados foram cateteres intravenosos, torneira três vias e tubos de traqueostomia. A possível presença microbiana foi investigada após contaminação intencional dos esporos de B. Subtillis (107 ufc/unid.) com submissão das unidades contaminadas à limpeza e posterior esterilização, utilizando óxido de etileno/CFC na proporção 12:88. Os ciclos de reprocessamentos simulados de produtos médico-hospitalares consistiram de contaminação de cada unidade teste com carga microbiana, lavagem com detergente enzimático, secagem e esterilização. Ao término de cada ciclo de reprocessamento foram separadas unidades representativas para avaliação por contagem microbiana (pour plate), testes de esterilidade por inoculação direta e indireta, citotoxidade por cultura de células e microscopia eletrônica de varredura. A eficiência da esterilidade foi avaliada tanto por contagem microbiana como pelos testes de esterilidade, que resultaram em níveis microbianos de 103 ufc/unid. e detecção de contaminação até o 6° ciclo de reprocessamento nos cateteres intravenosos, tubos de traqueostomia e torneiras três vias. A segurança dos reprocessamentos dos produtos médico-hospitalares foi avaliada pela cultura de células de fibroblastos de camundongo (NCTC clone 929), as quais não apresentaram toxicidade. Entretanto, os resultados obtidos durante microscopia eletrônica de varredura comprovaram presença de carga microbiana após 10° ciclo de reprocessamento, assim como danos na superficie polimérica. Durante desafio com endotoxina bacteriana, que consistiu em contaminar as unidades com 200 UE, secagem e exposição ao ciclo de esterilização com óxido de etileno/CFC (12:88), verificou-se que após ciclos de reprocessamentos simulados, totalizando dez ciclos, foi possível detectar valores de recuperação de endotoxina em torno de 100%. Os cateteres-guia que foram adquiridos em instituição hospitalar após quatro reutilizações, apresentaram níveis de contaminação de 105 ufc/unid., assim como presença de bactérias consideradas patogênicas em pacientes comprometidos imunologicamente, já a detecção de endotoxina bacteriana nestes cateteres não foi considerada significativa. Logo, as avaliações aplicadas nas unidades submetidas aos ciclos de reprocessamentos simulados, assim como nos cateteres-guia reprocessados e reutilizados quatro vezes, refletiram a realidade de algumas instituições no âmbito nacional e internacional que praticam a reutilização de produtos médico-hospitalares de uso-único. Os resultados obtidos vêm enfatizar objeções quanto à prática da reutilização, considerando que a ausência de segurança pode ocasionar em danos ao paciente.

Biological Atlas of the Arctic Seas 2000: Physical oceanography, hydrochemistry, meteorology, and plankton of the Barents and Kara Seas

Presented are physical and biological data for the region extending from the Barents Sea to the Kara Sea during 158 scientific cruises for the period 1913-1999. Maps with the temporal distribution of physical and biological variables of the Barents and Kara Seas are presented, with proposed quality control criteria for phytoplankton and zooplankton data. Changes in the plankton community structure between the 1930s, 1950s, and 1990s are discussed. Multiple tables of Arctic Seas phytoplankton and zooplankton species are presented, containing ecological and geographic characteristics for each species, and images of live cells for the dominant phytoplankton species.

Products of Cytochrome P450BioI (CYP107H1)-Catalyzed Oxidation of Fatty Acids

[GRAPHICS] Oxidation of tetradecanoic and hexadecanoic acids by cytochrome P450(Biol) (CYP107H1) produces mainly the 11-, 12-, and 13-hydroxy C-14 fatty acids and the 11- to 15-hydroxy C-16 fatty acids, respectively. In contrast to previous reports, terminal hydroxylation is not observed. The enantiospecificity of fatty acid hydroxylation by P450(Biol) was also determined, and the enzyme was shown to be moderately selective for production of the (R)-alcohols.

Characterization of the human sulfate anion transporter (hsat-1) protein and gene (SAT1; SLC26A1)

Sulfate plays an essential role during growth, development, bone/cartilage formation, and cellular metabolism. In this study, we have isolated the human sulfate anion transporter cDNA (hsat-1; SCL26A1) and gene (SAT1), determined its protein function in Xenopus oocytes and characterized SAT1 promoter activity in mammalian renal cell lines. hsat-1 encodes a protein of 75 kDa, with 12 putative transmembrane domains, that induces sulfate, chloride, and oxalate transport in Xenopus oocytes. hsat-1 mRNA is expressed most abundantly in the kidney and liver, with lower levels in the pancreas, testis, brain, small intestine, colon, and lung. The SAT1 gene is comprised of four exons stretching 6 kb in length, with an alternative splice site formed from an optional exon. SAT1 5' flanking region led to promoter activity in renal OK and LLC-PK1 cells. Using SAT1 5' flanking region truncations, the first 135 bp was shown to be sufficient for basal promoter activity. Mutation of the activator protein-1 (AP-1) site at position 252 in the SAT1 promoter led to loss of transcriptional activity, suggesting its requirement for SAT1 basal expression. This study represents the first functional characterization of the human SAT1 gene and protein encoded by the anion transporter hsat-1.

The mouse sulfate anion transporter gene Sat1 (Slc26a1): Cloning, tissue distribution, gene structure, functional characterization, and transcriptional regulation by thyroid hormone

Sulfate (SO42-) is required for bone/cartilage formation and cellular metabolism. sat-1 is a SO42- anion transporter expressed on basolateral membranes of renal proximal tubules, and is suggested to play an important role in maintaining SO42- homeostasis. As a first step towards studying its tissue-specific expression, hormonal regulation, and in preparation for the generation of knockout mice, we have cloned and characterized the mouse sat-1 cDNA (msat-1), gene (sat1; Slc26a1) and promoter region. msat-1 encodes a 704 amino acid protein (75.4 kDa) with 12 putative transmembrane domains that induce SO42- (also oxalate and chloride) transport in Xenopus oocytes. msat-1 mRNA was expressed in kidney, liver, cecum, calvaria, brain, heart, and skeletal muscle. Two distinct transcripts were expressed in kidney and liver due to alternative utilization of the first intron, corresponding to an internal portion of the 5'-untranslated region. The Sa1 gene (similar to6 kb) consists of 4 exons. Its promoter is similar to52% G+C rich and contains a number of well-characterized cis-acting elements, including sequences resembling hormone responsive elements T3REs and VDREs. We demonstrate that Sat1 promoter driven basal transcription in OK cells was stimulated by tri-iodothyronine. Site-directed mutagenesis identified an imperfect T3RE at -454-bp in the Sat1 promoter to be responsible for this activity. This study represents the first characterization of the structure and regulation of the Sat1 gene encoding a SO42-/chloride/oxalate anion transporter.

Carbon-carbon bond cleavage by cytochrome P450Biol (CYP107H1)

Cytochrome P450(Biol) (CYP107H1) is believed to supply pimelic acid equivalents for biotin biosynthesis in Bacillus subtilis: we report here that the mechanistic pathway adopted by this multifunctional P450 for the in-chain cleavage of fatty acids is via consecutive formation of alcohol and threo-diol intermediates, with the likely absolute configuration of the intermediates also reported.