Negative feedback regulation of calcineurin-dependent Prz1 transcription factor by the CaMKK-CaMK1 axis in fission yeast

Calcium signals trigger the translocation of the Prz1 transcription factor from the cytoplasm to the nucleus. The process is regulated by the calciumactivated phosphatase calcineurin, which activates Prz1 thereby maintaining active transcription during calcium signalling. When calcium signalling ceases, Prz1 is inactivated by phosphorylation and exported to the cytoplasm. In budding yeast and mammalian cells, different kinases have been reported to counter calcineurin activity and regulate nuclear export. Here, we show that the Ca2+/calmodulin-dependent kinase Cmk1 is first phosphorylated and activated by the newly identified kinase CaMKK2 homologue, Ckk2, in response to Ca2+. Then, active Cmk1 binds, phosphorylates and inactivates Prz1 transcription activity whilst at the same time cmk1 expression is enhanced by Prz1 in response to Ca2+. Furthermore, Cdc25 phosphatase is also phosphorylated by Cmk1, inducing cell cycle arrest in response to an increase in Ca2+. Moreover, cmk1 deletion shows a high tolerance to chronic exposure to Ca2+, due to the lack of cell cycle inhibition and elevated Prz1 activity. This work reveals that Cmk1 kinase activated by the newly identified Ckk2 counteracts calcineurin function by negatively regulating Prz1 activity which in turn is involved in activating cmk1 gene transcription. These results are the first insights into Cmk1 and Ckk2 function in Schizosaccharomyces pombe.

Synthesis of a tetrahydroimidazo-[2',1':2,3]thiazolo[5,4-c]pyridine derivative with Met inhibitory activity

A straightforward synthesis of the Met antagonist JLK1360 involving an alkylationcyclocondensation process using aminothiazole 1 and nitrophenacyl bromide 2, reduction of the nitro group, and coupling of the resulting tetracyclic aniline 5 with an appropriate N-acyl alanine derivative, is reported.

Synthesis of a tetrahydroimidazo-[2',1':2,3]thiazolo[5,4-c]pyridine derivative with Met inhibitory activity

A straightforward synthesis of the Met antagonist JLK1360 involving an alkylationcyclocondensation process using aminothiazole 1 and nitrophenacyl bromide 2, reduction of the nitro group, and coupling of the resulting tetracyclic aniline 5 with an appropriate N-acyl alanine derivative, is reported.

Role of Myotonic Dystrophy Protein Kinase [DMPK] in Glucose Homeostasis and Muscle Insulin Action

Myotonic dystrophy 1 (DM1) is caused by a CTG expansion in the 3′-unstranslated region of the DMPK gene, which encodes a serine/threonine protein kinase. One of the common clinical features of DM1 patients is insulin resistance, which has been associated with a pathogenic effect of the repeat expansions. Here we show that DMPK itself is a positive modulator of insulin action. DMPK-deficient (dmpk−/−) mice exhibit impaired insulin signaling in muscle tissues but not in adipocytes and liver, tissues in which DMPK is not expressed. Dmpk−/− mice display metabolic derangements such as abnormal glucose tolerance, reduced glucose uptake and impaired insulin-dependent GLUT4 trafficking in muscle. Using DMPK mutants, we show that DMPK is required for a correct intracellular trafficking of insulin and IGF-1 receptors, providing a mechanism to explain the molecular and metabolic phenotype of dmpk−/− mice. Taken together, these findings indicate that reduced DMPK expression may directly influence the onset of insulin-resistance in DM1 patients and point to dmpk as a new candidate gene for susceptibility to type 2-diabetes.

Role of Myotonic Dystrophy Protein Kinase [DMPK] in Glucose Homeostasis and Muscle Insulin Action

Myotonic dystrophy 1 (DM1) is caused by a CTG expansion in the 3′-unstranslated region of the DMPK gene, which encodes a serine/threonine protein kinase. One of the common clinical features of DM1 patients is insulin resistance, which has been associated with a pathogenic effect of the repeat expansions. Here we show that DMPK itself is a positive modulator of insulin action. DMPK-deficient (dmpk−/−) mice exhibit impaired insulin signaling in muscle tissues but not in adipocytes and liver, tissues in which DMPK is not expressed. Dmpk−/− mice display metabolic derangements such as abnormal glucose tolerance, reduced glucose uptake and impaired insulin-dependent GLUT4 trafficking in muscle. Using DMPK mutants, we show that DMPK is required for a correct intracellular trafficking of insulin and IGF-1 receptors, providing a mechanism to explain the molecular and metabolic phenotype of dmpk−/− mice. Taken together, these findings indicate that reduced DMPK expression may directly influence the onset of insulin-resistance in DM1 patients and point to dmpk as a new candidate gene for susceptibility to type 2-diabetes.

Cyclin-dependent kinases 4 and 6 control tumor progression and direct glucose oxidation in the pentose cycle

Cyclin-dependent kinases CDK4 and CDK6 are essential for the control of the cell cycle through the G1 phase. Aberrant expression of CDK4 and CDK6 is a hall- mark of cancer, which would suggest that CDK4 and CDK6 are attractive targets for cancer therapy. Herein, we report that calcein AM is a potent specific inhibitor of CDK4 and CDK6 in HCT116 human colon adenocarcinoma cells, inhibiting retinoblastoma protein (pRb) phosphorylation and inducing cell cycle arrest in the G1 phase. The metabolic effects of calcein AM (the calcein acetoxymethyl-ester) on HCT116 cells were also evaluated and the flux between the oxidative and non-oxidative branches of the pentose phos-phate pathway was significantly altered. To elucidate whe-ther these metabolic changes were due to the inhibition of CDK4 and CDK6, we also characterized the metabolic profile of a CDK4, CDK6 and CDK2 triple knockout of mouse embryonic fibroblasts. The results show that the metabolic profile associated with the depletion of CDK4, CDK6 and CDK2 coincides with the metabolic changes induced by calcein AM on HCT116 cells, thus confirming that the inhibition of CDK4 and CDK6 disrupts the balance between the oxidative and non-oxidative branches of the pentose phosphate pathway. Taken together, these results indicate that low doses of calcein can halt cell division and kill tumor cells. Thus, selective inhibition of CDK4 and CDK6 may be of greater pharmacological interest, since inhibitors of these kinases affect both cell cycle progression and the robust metabolic profile of tumors.

Especificidade de Pyrenophora avenae aos tecidos da semente de Avena sativa e sua atividade enzimática

Manchas nos grãos de aveia (Avena sativa) é limitante à sua comercialização por tornar o produto escuro e não permitir seu uso pela indústria alimentícia. A localização do micélio de Pyrenophora avenae nos grãos de aveia e sua atividade enzimática podem esclarecer a causa das manchas. O objetivo deste trabalho foi determinar a localização de P. avenae, na cariopse de aveia, avaliar a sua atividade enzimática e seu efeito sobre proteínas e lipídios dos grãos de aveia. A localização do micélio nos tecidos da cariopse foi determinada após hidratação e cortes da mesma, seguido da análise dos tecidos sob lupa e microscópio. Para avaliação da atividade enzimática foram utilizados 18 isolados de P. avenae obtidos das principais regiões produtoras de aveia do Brasil, avaliando-os quanto às suas atividades amilolítica, proteolítica e lipolítica, sendo realizada por plaqueamento das estruturas vegetativas em meio sólido específico para as enzimas testadas. As determinações do percentual de proteínas e lipídios foram obtidas pelos métodos de Kjeldahl e Bligh & Dyer, respectivamente. O micélio de P. avenae é a principal causa da mancha nos grãos de aveia, localizando-se nos três tecidos do pericarpo. O fitopatógeno apresenta boa atividade enzimática para lipase e protease porém insignificante para a amilase. Os grãos de aveia manchados e sadios não diferiram nos teores de proteínas e de lipídios. Esses teores foram mais elevados nos tecidos superficiais do pericarpo e aleurona independente da presença ou não de manchas, justificando o crescimento superficial de P. avenae sobre os grãos de aveia.

Estudo comparativo de isolados de Colletotrichum graminicola através da análise eletroforética de padrões protéicos e isoenzimáticos

Colletotrichum graminicola, agente causal da antracnose ou podridão do colmo do milho (Zea mays), é um importante patógeno com alta variabilidade genética. Nove isolados desta espécie foram comparados através do uso da análise eletroforética em gel de poliacrilamida, utilizando três sistemas: proteínas totais, esterase e fosfatase ácida. A análise mostrou variação no número e posição das bandas no gel, dentro de cada sistema estudado. Com relação a proteínas totais, foi observado maior polimorfismo, embora os isolados Cgr8 e Cgr9 tenham mostrado idêntico perfil com seis bandas protéicas de mesma mobilidade relativa. Na atividade esterásica, esses mesmos isolados apresentaram um comportamento monomórfico, enquanto os demais revelaram polimorfismo. Na análise fosfatase ácida, todos os isolados mostraram-se semelhantes quanto à presença de duas bandas, porém diferentes em relação a mobilidade das moléculas no gel. Igualdade de comportamento, quanto à mobilidade relativa das bandas de fosfatase ácida, foi observada entre Cgr1 e Cgr2, como também entre Cgr6 , Cgr7 e Cgr8. Em geral, nos três sistemas testados, os isolados de C. graminicola apresentaram bandas em comum, indicando a relação existente entre eles, e que a variação fenotípica observada seja provavelmente decorrente da condição nuclear, homozigótica ou heterozigótica, de cada isolado do fitopatógeno.

Biologia molecular do processo de infecção por Agrobacterium spp.

Agrobacterium tumefaciens é o agente causal da galha-da-coroa, doença que afeta a maioria das plantas dicotiledôneas e caracteriza-se pelo crescimento de tumores na junção entre o caule e a raiz (coroa). A formação desses tumores é o resultado de um processo natural de transferência de genes de Agrobacterium spp. para o genoma da planta infetada. Esses genes estão contidos em um plasmídio de alto peso molecular (120 a 250 kb), denominado Ti ("tumor inducing"), presente em todas as linhagens patogênicas de Agrobacterium spp. Duas regiões do plasmídio Ti estão diretamente envolvidas na indução do tumor: a região-T, que corresponde ao segmento de DNA transferido para a célula vegetal, e a região de virulência (região vir), que contém genes envolvidos na síntese de proteínas responsáveis pelo processo de transferência da região-T. Esta região, uma vez transferida e integrada no genoma da célula vegetal, passa a ser denominada de T-DNA ("transferred DNA"). Os genes presentes no T-DNA codificam enzimas envolvidas na via de biossíntese de reguladores de crescimento, auxinas e citocininas. A síntese desses reguladores pelas células transformadas causa um desbalanço hormonal, levando à formação do tumor no local da infecção. Outro grupo de genes presentes no T-DNA codifica enzimas responsáveis pela síntese de opinas, que são catabolisadas especificamente pela bactéria colonizadora, como fonte de nutrientes. O conhecimento preliminar das bases moleculares envolvidas no processo de infecção de uma planta hospedeira por Agrobacterium spp., permitiu a utilização desta bactéria como vetor natural de transformação genética de plantas.

Caracterização enzimática e patogenicidade cruzada de Colletotrichum spp. associados a doenças de pós-colheita

A antracnose, causada por Colletotrichum spp., pode ocasionar grandes perdas a nível de campo e em pós-colheita sobre diversas culturas e seus produtos. O presente trabalho teve por objetivos testar a patogenicidade cruzada de isolados de C. gloeosporioides do caju (Anacardium occidentale) (CAJ), manga (Mangifera indica) (MG), mamão (Carica papaya) (MM), maracujá (Passiflora edulis) (MR) e C. musae da banana (Musa spp.) (BAJ); avaliar a produção de enzimas extracelulares (amilolítica, celulolítica, lipolítica e proteolítica) produzidas pelos isolados em substratos sólidos específicos; e detectar padrões eletroforéticos de proteínas totais e isoenzimas (alfa-esterase, beta-esterase, fosfatase ácida e leucina aminopeptidase). Na análise da patogenicidade cruzada, todos os isolados de Colletotrichum spp. induziram lesões necróticas, deprimidas sobre os frutos, exceto em maracujá que foi suscetível tão somente ao isolado MR. Quanto à produção de enzimas extracelulares hidrolíticas, os isolados de C. gloeosporioides produziram amilase, lipase, protease e celulase, sendo que esta última enzima não foi detectada em C. musae. Com relação à análise eletroforética de proteínas totais e isoenzimas, os isolados apresentaram variações no número e posição das bandas no gel de poliacrilamida em todos os sistemas, com exceção de leucina aminopeptidase, onde bandas monomórficas foram formadas, sem variação na intensidade e pouca variação na mobilidade relativa.