Analysis of zinc transporter, hZnT4(Slc30A4), gene expression in a mammary gland disorder leading to reduced zinc secretion into milk

Zinc deficiency, causing impaired growth and development, may have a nutritional or genetic basis. We investigated two cases of inherited zinc deficiency found in breast-fed neonates, caused by low levels of zinc in the maternal milk. This condition is different from acrodermatitis enteropathica but has similarities to the "lethal milk" mouse, where low levels of zinc in the milk of lactating dams leads to zinc deficiency in pups. The mouse disorder has been attributed to a defect in the ZnT4 gene. Little is known about the expression of the human orthologue, hZnT4 (Slc30A4). Sequence analysis of cDNA, real-time PCR and Western blot analysis of hZnT4, carried out on control cells and cells from unrelated mothers of two infants with zinc deficiency, showed no differences. The hZnT4 gene was highly expressed in mouthwash buccal cells compared with lymphoblasts and fibroblasts. The hZnT4 protein did not co-localise with intracellular free zinc pools, suggesting that hZnT4 is not involved in transport of zinc into vesicles destined for secretion into milk. This observation, combined with phenotypic differences between the "lethal milk" mouse and the human disorder, suggests that the "lethal milk" mouse is not the corresponding model for the human zinc deficiency condition.

Characterisation and physiological functions of plant natriuretic peptides

Natriuretic peptides are bioactive proteins. In plants, biochemical and physiological studies on these molecules has now revealed that they influence stomatal opening, cell volume and the activity of membrane pumps and their localisation within vascular tissues. Thus they have major roles in maintaining water and solute homeostasis.

Exercício e restrição alimentar aumentam o RNAm de proteínas do trânsito de Ca2+ miocárdico em ratos

FUNDAMENTO: Treinamento físico (TF) aumenta a sensibilidade dos hormônios tireoidianos (HT) e a expressão gênica de estruturas moleculares envolvidas no movimento intracelular de cálcio do miocárdio, enquanto a restrição alimentar (RIA) promove efeitos contrários ao TF. OBJETIVO: Avaliar os efeitos da associação TF e RIA sobre os níveis plasmáticos dos HT e a produção de mRNA dos receptores HT e estruturas moleculares do movimento de cálcio do miocárdio de ratos. MÉTODOS: Utilizaram-se ratos Wistar Kyoto divididos em: controle (C, n = 7), RIA (R50, n = 7), exercício físico (EX, n = 7) e exercício físico + RIA (EX50, n = 7). A RIA foi de 50% e o TF foi natação (1 hora/dia, cinco sessões/semana, 12 semanas consecutivas). Avaliaram-se as concentrações séricas de triiodotironina (T3), tiroxina (T4) e hormônio tireotrófico (TSH). O mRNA da bomba de cálcio do retículo sarcoplasmático (SERCA2a), fosfolamban (PLB), trocador Na+/Ca+2 (NCX), canal lento de cálcio (canal-L), rianodina (RYR), calsequestrina (CQS) e receptor de HT (TRα1 e TRβ1) do miocárdio foram avaliados por reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real. RESULTADOS: RIA reduziu o T4, TSH e mRNA do TRα1 e aumentou a expressão da PLB, NCX e canal-L. TF aumentou a expressão do TRβ1, canal-L e NCX. A associação TF e RIA reduziu T4 e TSH e aumentou o mRNA do TRβ1, SERCA2a, NCX, PLB e correlação do TRβ1 com a CQS e NCX. CONCLUSÃO: Associação TF e RIA aumentou o mRNA das estruturas moleculares cálcio transiente, porém o eixo HT-receptor não parece participar da transcrição gênica dessas estruturas.

Application of synthetic peptides to the diagnosis of neurocysticercosis

We tested the possible diagnostic utility of five Taenia saginata oncosphere-derived synthetic peptides in T. solium neurocysticercosis (NC). The five peptides correspond to protein sequences with high antigenic indexes that were cloned from a T. saginata oncosphere cDNA library. The test samples consisted of cerebrospinal fluid (CSF) samples randomly collected from patients referred from Mexican and Brazilian neurological institutes. Indirect enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) were carried out with the peptides either unconjugated or coupled to carrier proteins, and were compared with results obtained using T. solium cyst fluid as a positive control. For active inflammatory NC, the higher sensibility (93%) and specificity (85%) was obtained with peptides HP6-2 and Ts45W-1, respectively, coupled to ovalbumin, in both Mexican and Brazilian patients. Examining the results of the individual peptide assays in combination, in some instances, improved the sensitivity to 100%.

Preparation of N2, N2,7-trimethylguanosine affinity columns

2,2,7-trimethylguanosine (TMG) binding proteins from human cells were purified through TMG-affinity columns. TMG synthesis was improved and the TMG obtained was shown to be similar to the TMG in the 5' cap of the UsnRNAs. The eluates obtained with TMG-affinity chromatographies were very different from those isolated with m7G-affinity columns, thus suggesting that specific TMG- binding proteins were obtained. The fraction may be enriched with factors associated with import and/or hypermethylation of UsnRNPs.

Mecanismos de absorção de aminoácidos e oligopeptídios. Controle e implicações na dietoterapia humana

The mechanisms involved in the absorption of amino acids and oligopeptides are reviewed regarding their implications in human feedings. Brush border and basolateral membranes are crossed by amino acids and di-tripeptides by passive (facilitated or simple diffusion) or active (Na + or H + co-transporters) pathways. Active Na +-dependent system occurs mainly at brush border and simple diffusion at basolateral, both membranes have the passive facilitated transport. Free-amino acids use either passive or active transport systems whereas di-tripeptides do mainly active (H + co-transporter). Brush border have distinctive transport system for amino acids and di-tripeptides. The former occurs mainly by active Na + dependency whereas the later is active H +-dependent with little affinity for tetra or higher peptides. Free amino acids are transported at different speed by saturable, competitive carriers with specificity for basic, acidic or neutral amino acids. Di and tripeptides have at least two carriers both electrogenic and H +-dependent. The basolateral membrane transport of amino acids is mostly by facilitated diffusion while for di-tripeptides it is an active anion exchange associated process. The main regulation of amino acids and di-tripeptide transport is the presence o substrate at the mucosal membrane with higher the substrate higher the absorption. Di and tripeptides are more efficiently absorbed than free amino acids which in turns are better absorbed than oligopeptides. So di-tripeptides result in better N-retention and is particularly useful in cases of lower intestinal absorption capacity. The non-absorbed peptides are digested and fermented by colonic bacteria resulting short-chain fatty acids, dicarboxylic acids, phenolic compounds and ammonia. Short-chain fatty acid provides energy for colonocytes and bacteria and the ammonia not fixed by bacteria returns to the liver for ureagenesis.

Action of anti-bothropic factor isolated from Didelphis marsupialis on renal effects of Bothrops erythromelas venom

Acute renal failure is the most common complication in the lethal cases caused by snakebites in Brazil. Among the Brazilian venom snakes, Bothrops erythromelas is responsible for the majority of accidents in Northeastern Brazil. Didelphis marsupialis serum could inhibit myonecrotic, hemorrhagic, edematogenic hyperalgesic and lethal effects of envenomation determined by ophidian bites. In the present study, we evaluated the action of the anti-bothropic factor isolated from D. marsupialis on the renal effects promoted by B. erythromelas venom without systemic interference. Isolated kidneys from Wistar rats were perfused with Krebs-Henseleit solution containing 6% bovine serum albumin. We analyzed renal perfusion pressure (PP), renal vascular resistance (RVR), glomerular filtration rate (GFR), urinary flow (UF), and the percentages of sodium and potassium tubular transport (%TNa +, %TK +). The B. erythromelas venom (10 μg mL -1) decreased the PP (ct=108.71±5.09 mmHg; BE=65.21±5.6 mmHg*) and RVR (ct=5.76±0.65 mmHg mL -1 g -1 min -1; BE=3.10±0.45 mmHg mL -1 g -1 min -1*) . On the other hand, the GFR decreased at 60 min (ct 60=0.76±0. 07 mL g -1 min -1; BE 60=0.42±0.12 mL g -1 min -1*) and increased at 120 min (ct 120=0.72±0.01 mL g -1 min -1; BE 120=1.24±0.26 mL g -1 min -1*). The UF increased significantly when compared with the control group (ct=0.14±0.01 mL g -1 min -1; BE=0.47±0.08 mL g -1 min -1*). The venom reduced the %TNa + (ct 90=79.18±0.88%; BE 90=58.35±4.86%*) and %TK + (ct 90=67.20±4.04%; BE 90=57. 32±5.26%*) The anti-bothropic factor from D. marsupialis (10 μg mL -1) incubated with B. erythromelas venom (10 μg mL -1) blocked the effects on PP, RVR, %TNa +, and %TK +, but was not able to reverse the effects in UF and GFR promoted by venom alone. However, the highest concentration of D. marsupialis serum (30 μg mL -1) reversed all the renal effects induced by the venom. In conclusion, B. erythromelas venom altered all the renal functional parameters evaluated and the anti-bothropic factor from D. marsupialis was able to inhibit the effects induced by the venom in isolated kidney. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The plant energy-dissipating mitochondrial systems: Depicting the genomic structure and the expression profiles of the gene families of uncoupling protein and alternative oxidase in monocots and dicots

The simultaneous existence of alternative oxidases and uncoupling proteins in plants has raised the question as to why plants need two energy-dissipating systems with apparently similar physiological functions. A probably complete plant uncoupling protein gene family is described and the expression profiles of this family compared with the multigene family of alternative oxidases in Arabidopsis thaliana and sugarcane (Saccharum sp.) employed as dicot and monocot models, respectively. In total, six uncoupling protein genes, AtPUMP1-6, were recognized within the Arabidopsis genome and five (SsPUMP1-5) in a sugarcane EST database. The recombinant AtPUMP5 protein displayed similar biochemical properties as AtPUMP1. Sugarcane possessed four Arabidopsis AOx1-type orthologues (SsAOx1a-1d); no sugarcane orthologue corresponding to Arabidopsis AOx2-type genes was identified. Phylogenetic and expression analyses suggested that AtAOx1d does not belong to the AOx1-type family but forms a new (AOx3-type) family. Tissue-enriched expression profiling revealed that uncoupling protein genes were expressed more ubiquitously than the alternative oxidase genes. Distinct expression patterns among gene family members were observed between monocots and dicots and during chilling stress. These findings suggest that the members of each energy-dissipating system are subject to different cell or tissue/organ transcriptional regulation. As a result, plants may respond more flexibly to adverse biotic and abiotic conditions, in which oxidative stress is involved. © The Author [2006]. Published by Oxford University Press [on behalf of the Society for Experimental Biology]. All rights reserved.

ZmPUMP encodes a fully functional monocot plant uncoupling mitochondrial protein whose affinity to fatty acid is increased with the introduction of a His pair at the second matrix loop

Uncoupling proteins (UCPs) are specialized mitochondrial transporter proteins that uncouple respiration from ATP synthesis. In this study, cDNA encoding maize uncoupling protein (ZmPUMP) was expressed in Escherichia coli and recombinant ZmPUMP reconstituted in liposomes. ZmPUMP activity was associated with a linoleic acid (LA)-mediated H+ efflux with Km of 56.36 ± 0.27 μM and Vmax of 66.9 μmol H+ min-1 (mg prot)-1. LA-mediated H+ fluxes were sensitive to ATP inhibition with Ki of 2.61 ± 0.36 mM (at pH 7.2), a value similar to those for dicot UCPs. ZmPUMP was also used to investigate the importance of a histidine pair present in the second matrix loop of mammalian UCP1 and absent in plant UCPs. ZmPUMP with introduced His pair (Lys155His and Ala157His) displayed a 1.55-fold increase in LA-affinity while its activity remained unchanged. Our data indicate conserved properties of plant UCPs and suggest an enhancing but not essential role of the histidine pair in proton transport mechanism. © 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

Estudos estruturais com a importina-α do fungo Neurospora crassa e sequências de localização nuclear

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Entwicklung eines immunologischen Testsystems zur Detektion des marinen Biotoxins Domoinsäure

Domoinsäure ist ein von mehreren Arten mariner Kieselalgen der Gattung Pseudonitzschia produziertes Toxin, welches während einer Algenblüte in Molluscen wie z.B. der Miesmuschel Mytilus sp. akkumuliert werden kann. Beim Verzehr solch kontaminierter Muscheln können sowohl beim Menschen als auch bei Tieren erhebliche Vergiftungserscheinungen auftreten, die von Übelkeit, Kopfschmerzen und Orientierungsstörungen bis hin zum Verlust des Kurzzeitgedächtnisses (daher auch als amnesic shellfish poisoning bekannt) reichen und in einigen Fällen tödlich enden. rnDie heute gängigen Methoden zur Detektion von Domoinsäure in Muschelgewebe wie Flüssigkeitschromatographie und Maus-Bioassay sind zeit- und kostenintensiv bzw. in Anbetracht einer Verbesserung des Tierschutzes aus ethischer Sicht nicht zu vertreten. Immunologische Testsysteme stellen eine erstrebenswerte Alternative dar, da sie sich durch eine vergleichsweise einfache Handhabung, hohe Selektivität und Reproduzierbarkeit auszeichnen.rnDas Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein solches immunologisches Testsystem zur Detektion von Domoinsäure zu entwickeln. Hierfür wurden zunächst Antikörper gegen Domoinsäure gewonnen, wofür das Toxin wiederum als erstes über die Carbodiimid-Methode an das Trägerprotein keyhole limpet hemocyanin (KLH) gekoppelt wurde, um eine Immunantwort auslösen zu können. Kaninchen und Mäuse wurden mit KLH-DO-Konjugaten nach vorgegebenen Immunisierungsschemata immunisiert. Nach vier Blutabnahmen zeigte das polyklonale Kaninchenantiserum eine ausreichend hohe Sensitivität zum Antigen; das nachfolgende Detektionssystem wurde mit Hilfe dieses polyklonalen Antikörpers aufgebaut. Zwar ist es gegen Ende der Arbeit auch gelungen, einen spezifischen monoklonalen Antikörper aus der Maus zu gewinnen, jedoch konnte dieser aus zeitlichen Gründen nicht mehr im Detektionssystem etabliert werden, was durchaus wünschenswert gewesen wäre. rnWeiterhin wurde Domoinsäure im Zuge der Entwicklung eines neuartigen Testsystems an die Trägerproteine Ovalbumin, Trypsininhibitor und Casein sowie an Biotin konjugiert. Die Kopplungserfolge wurden im ELISA, Western Blot bzw. Dot Blot nachgewiesen. Die Ovalbumin-gekoppelte sowie die biotinylierte Domoinsäure dienten im Folgenden als die zu messenden Größen in den Detektionsassays- die in einer zu untersuchenden Probe vorhandende, kompetitierende Domoinsäure wurde somit indirekt nachgewiesen. rnDer zulässige Höchstwert für Domoinsäure liegt bei 20 µg/g Muschelgewebe. Sowohl mit Biotin-DO als auch mit OVA-DO als den zu messenden Größen waren Domoinsäurekonzentrationen unterhalb dieses Grenzwertes nachweisbar; allerdings erwies sich der Aufbau mit Biotin-DO um das ca. 20-fache empfindlicher als jener mit OVA-DO. rnDie in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse könnten als Grundlage zur Etablierung eines kommerzialisierbaren immunologischen Testsystems zur Detektion von Domoinsäure und anderen Biotoxinen dienen. Nach erfolgreicher Validierung wäre ein solches Testsystem in seiner Handhabung einfacher als die gängige Flüssigkeitschromatographie und besser reproduzierbar als der Maus-Bioassay.rn

Synthese von tumor-assoziierten MUC1-Mucin-Glycopeptid-Vakzinen und deren immunologische Evaluierung

Eine alternative Methode zur Therapie von Tumorerkrankungen bestünde in einer Immuntherapie ausgelöst durch synthetische Antitumor-Vakzine. Ein vielversprechendes Zielmolekül für eine solche Aktivimmunisierung ist das Glycoprotein MUC1, das auf nahezu allen Epithelgeweben exprimiert und auf Tumorgeweben stark überexprimiert wird. Seine extrazelluläre Domäne enthält eine Vielzahl von Tandem-Repeat-Sequenzen der Art: HGVTSAPDTRPAPGSTAPPA mit fünf potentiellen O-Glycosylierungs-Positionen. Da die Form der Glycosylierung des MUC1 in Tumorzellen stark von der auf normalen Zellen abweicht, liegen auf Tumorzellen eine Reihe tumor-assoziierter Saccharidantigene und Peptidepitope vor.rnIn dieser Arbeit wurden tumor-assoziierte Glycopeptidantigene aus der MUC1-Tandem-Repeat-Region hergestellt. Die synthetisierten MUC1-Glycopeptide tragen in verschiedenen Positionen eine Glycosylierung mit den tumor-assoziierten Tn- und STn-Saccharid-Antigenen. Zur Gewinnung von Vakzinen wurden diese Glycopeptid-Antigene über einen Spacer mit immunstimulierenden Komponenten verknüpft. Als Immunstimulanzien wurden ein T-Zell-Epitop aus dem Ovalbumin (OVA323-339) sowie die Carrier-Proteine Rinderserumalbumin (BSA) und Tetanus-Toxoid (TTox) verwendet. rnDie synthetischen MUC1-Glycopeptide wurden durch Immunisierung von Mäusen einer immunologischen Evaluierung unterzogen. Insbesondere die synthetischen MUC1-Glycopeptid-TTox-Vakzine lösen sehr starke Immunantworten aus. Es konnte gezeigt werden, dass die induzierten Antikörper stark an Tumorzellen und auch an Mammakarzinom-Gewebe binden, was für die Entwicklung von Antitumor-Vakzinen als vielversprechend einzustufen ist.

Synthese und immunologische Evaluierung von Antitumor-Impfstoffen aus dem epithelialen tumorassoziierten Mucin MUC1

Eine Immuntherapie von Tumorerkrankungen, die mit Hilfe von Antitumorimpfstoffen prophylaktisch und therapeutisch erfolgen könnte, wäre eine attraktive Alternative zu den bisher angewendeten Krebsbehandlungen. Aufgrund charakteristisch veränderter Aktivitäten von Glycosyltransferasen in der Glycoprotein-Biosynthese werden auf malignen Zellen stark verkürzte, frühzeitig sialylierte mucinartige Glycoproteine exprimiert. Diese verkürzten Kohlenhydrate repräsentieren tumorassoziierte Antigene. Sie haben zur Folge, dass Peptidepitope der Mucin-Glycoproteine, die auf gesundem Gewebe durch den hohen Glycosylierungsgrad maskiert sind, für das Immunsystem freiliegen. Diese Strukturunterschiede sollten einen selektiven Angriff auf das Tumorgewebe erlauben, ohne dass gesundes Gewebe beeinträchtigt wird, wenn es gelänge, das Immunsystem auf diese veränderten Strukturelemente zu fokussieren. Dabei ist es wichtig, dass die Immunantwort mit synthetisch definierten Glycopeptidepitopen ausgelöst wird, um Autoimmunreaktionen zu vermeiden. Somit ist die Synthese von exakt definierten tumorassoziierten Glycopeptiden von zentraler Bedeutung für die Entwicklung eines Antitumor-Impfstoffes. rnDa die tumorassoziierten Kohlenhydratstrukturen Antigene darstellen, die vom Immunsystem weitgehend toleriert werden, ist es notwendig, ihre Immunogenität mit Hilfe immunstimulierender Epitope so zu erhöhen, dass eine effiziente Immunreaktion erfolgt. Nach diesem Konzept wurden in der vorliegenden Arbeit Methoden und Strategien entwickelt, synthetische Impfstoff-Konjugate zu synthetisieren und immunologisch in Mausexperimenten zu evaluieren. So konnte gezeigt werden, das mit vollsynthetischen Analoga aus tumorassoziierten Glycopeptid-Oberflächenmolekülen in Kombination mit immunstimulierenden Substanzen, wie Trägerproteinen oder Mitogenen, hochselektive humorale Immunantworten ausgelöst werden können.rn

Synthese und biologische Evaluierung von fluorierten und carbaanalogen Glycopeptiden für die Entwicklung von tumorselektiven Vakzinen

Tumorassoziierte Kohlenhydrat-Antigene werden von einer Vielzahl epithelialer Tumoren in erhöhtem Maße exprimiert und können sowohl als selektive Tumormarker, als auch als Zielstrukturen zur Entwicklung von synthetischen Krebsvakzinen dienen. Mucine, allen voran MUC1, sind hochgradig O-glycosylierte Zelloberflächenproteine, die im Fall maligner Zellen in deutlich überexprimierter Form mit charakteristisch veränderten Glycosylierungsmustern auftreten und somit vom Immunsystem erkannt werden können. Die relativ schwache Immunogenität und die geringe metabolische Stabilität dieser Glycopeptid-Epitope stehen jedoch der Entwicklung effizienter, auf Kohlenhydraten basierender Krebsvakzine entgegen.rnEin interessanter Ansatz, die Stabilität und Immunogenität der Vakzinbausteine zu erhöhen, ohne dabei deren Tumorspezifität nennenswert zu beeinträchtigen, stellt die Verwendung von modifizierten Glycopeptid-Konjugaten mit Kohlenhydratmimetika dar, z.B. basierend auf Fluor- und Carbazuckern. rnUm die Eignung solcher bislang unbekannter MUC1-Antigenanaloga als Vakzinbausteine zu untersuchen, konnten im Rahmen dieses Promotionsvorhabens Synthesen zu verschiedenen, modifizierten Antigen-Threonin-Konjugaten erarbeitet werden. Dabei konnte neben der erstmaligen Synthese eines in 6-Position fluorierten Carbazuckers auch ein 1→3 verknüpftes Carbadisaccharid synthetisiert werden. Zudem wurden mehrere Vertreter der in Position 6 bzw. 6‘ fluorierten TN, T und der beiden ST-Antigene dargestellt und über eine Festphasenpeptidsynthese in die aus 20 Aminosäuren bestehende tandem-repeat-Sequenz des MUC1 eingebaut. Eine anschließende Konjugation dieser Glycopeptide über einen nicht-immunogenen Spacer auf Triethylenglycol Basis an Carrierproteine wie BSA und das Tetanus Toxoid lieferte nicht nur potente Tumorvakzine, sondern auch die für die Durchführung von ELISA-Studien benötigten Glycopeptid-Konjugate. rnIn ersten ELISA und Neutralisationsexperimenten konnte gezeigt werden, dass bereits erhaltene Antikörper gegen strukturell sehr ähnliche Vakzine in der Lage sind, die neuartigen fluorierten Glycopeptide zu erkennen und an ihnen zu binden. Zusätzlich konnte erstmals in Impfstudien gezeigt werden, dass mit diesen neuen fluorierten Glycopeptid-TTox-Konjugaten nicht nur eine stakt toleranzbrechende humorale Immunantwort induziert werden kann, sondern auch dass diese MUC1 spezifischen Antikörper zudem in der Lage sind Brustkrebszellen der Linie MCF-7 zu erkennen und zu binden. rnrn