Cloning, expression, purification and characterization of recombinant glutathione-S-transferase from Xylella fastidiosa

Xylella fastidiosa is an important pathogen bacterium transmitted by xylem-feedings leafhoppers that colonizes the xylem of plants and causes diseases on several important crops including citrus variegated chlorosis (CVC) in orange and lime trees. Glutathione-S-transferases (GST) form a group of multifunctional isoenzymes that catalyzes both glutathione (GSH)-dependent conjugation and reduction reactions involved in the cellular detoxification of xenobiotic and endobiotic compounds. GSTs are the major detoxification enzymes found in the intracellular space and mainly in the cytosol from prokaryotes to mammals, and may be involved in the regulation of stress-activated signals by suppressing apoptosis signal-regulating kinase 1. In this study, we describe the cloning of the glutathione-S-transferase from X. fastidiosa into pET-28a(+) vector, its expression in Escherichia coli, purification and initial structural characterization. The purification of recombinant xfGST (rxfGST) to near homogeneity was achieved using affinity chromatography and size-exclusion chromatography (SEC). SEC demonstrated that rxfGST is a homodimer in solution. The secondary and tertiary structures of recombinant protein were analyzed by circular dichroism and fluorescence spectroscopy, respectively. The enzyme was assayed for activity and the results taken together indicated that rxfGST is a stable molecule, correctly folded, and highly active. Several members of the GST family have been extensively studied. However, xfGST is part of a less-studied subfamily which yet has not been structurally and biochemically characterized. In addition, these studies should provide a useful basis for future studies and biotechnological approaches of rxfGST. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Condensação-psi do DNA: um estudo teórico e experimental

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito da desintegrina recombinante DisBa-01 incorporada em micelas ou livre em células portando ou não a integrina αvβ3

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

Estudo das interações entre a proteína TRF de Leishmania amazonensis (LaTRF) e suas possíveis parcerias

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Identification of two novel cytolysins from the hydrozoan Olindias sambaquiensis (Cnidaria)

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

Deconstructing the DGAT1 enzyme: Binding sites and substrate interactions

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

Development of an Electrochemical Insulin Sensor Based on a High Affinity DNA Sequence Found in the Insulin-linked Polymorphic Region

The detection of pertinent biomarkers has the potential provide an early indication of disease progression before considerable damage has been incurred. A decrease in an individual’s sensitivity to insulin, which may be quantified as the ratio of insulin to glucose in the blood after a glucose pulse, has recently been reported as an early predictor of insulin-dependent diabetes mellitus. Routine measurement of insulin levels is therefore desirable in the care of diabetes-prone individuals. A rapid, simple, and reagentless method for insulin detection would allow for wide-spread screenings that provide earlier signs of diabetes onset. The aim of this thesis is to develop a folding-base electrochemical sensor for the detection of insulin. The sensor described herein consists of a DNA probe immobilized on a gold disc electrode via an alkanethiol linker and embedded in an alkanethiol self-assembled monolayer. The probe is labeled with a redox reporter, which readily transfers electrons to the gold electrode in the absence of insulin. In the presence of insulin, electron transfer is inhibited, presumably due to a binding-induced conformational or dynamic change in the DNA probe that significantly alters the electron-tunneling pathway. A 28-base segment of the insulin-linked polymorphic region that has been reported to bind insulin with high affinity serves as the capture element of the DNA probe. Three probe constructs that vary in their secondary structure and position of the redox label are evaluated for their utility as insulin-sensing elements on the electrochemical platform. The effects of probe modification on secondary structure are also evaluated using circular dichroism spectroscopy.

OmpL1 Is an Extracellular Matrix- and Plasminogen-Interacting Protein of Leptospira spp.

Leptospirosis is a zoonosis with multisystem involvement caused by pathogenic strains of the genus Leptospira. OmpL1 is an outer membrane protein of Leptospira spp. that is expressed during infection. In this work, we investigated novel features of this protein. We describe that OmpL1 is a novel leptospiral extracellular matrix (ECM)-binding protein and a plasminogen (PLG) receptor. The recombinant protein was expressed in Escherichia coli BL21(DE3) Star/pLysS as inclusion bodies, refolded, and purified by metal-chelating chromatography. The protein presented a typical beta-strand secondary structure, as evaluated by circular dichroism spectroscopy. The recombinant protein reacted with antibodies in serum samples from convalescent leptospirosis patients with a high specificity compared to serum samples from individuals with unrelated diseases. These data strengthen the usefulness of OmpL1 as a diagnostic marker of leptospirosis. The characterization of the immunogenicity of recombinant OmpL1 in inoculated BALB/c mice showed that the protein has the capacity to elicit humoral and cellular immune responses, as denoted by high antibody titers and the proliferation of lymphocytes. We demonstrate that OmpL1 has the ability to mediate attachment to laminin and plasma fibronectin, with KD (equilibrium dissociation constant) values of 2,099.93 +/- 871.03 nM and 1,239.23 +/- 506.85 nM, respectively. OmpL1 is also a PLG receptor, with a KD of 368.63 +/- 121.23 nM, capable of generating enzymatically active plasmin. This is the first report that shows and characterizes OmpL1 as an ECM-interacting and a PLG-binding protein of Leptospira spp. that may play a role in bacterial pathogenesis when expressed during infection.

Septin C-Terminal Domain Interactions: Implications for Filament Stability and Assembly

Septins form a conserved family of filament forming GTP binding proteins found in a wide range of eukaryotic cells. They share a common structural architecture consisting of an N-terminal domain, a central GTP binding domain and a C-terminal domain, which is often predicted to adopt a coiled-coil conformation, at least in part. The crystal structure of the human SEPT2/SEPT6/SEPT7 heterocomplex has revealed the importance of the GTP binding domain in filament formation, but surprisingly no electron density was observed for the C-terminal domains and their function remains obscure. The dearth of structural information concerning the C-terminal region has motivated the present study in which the putative C-terminal domains of human SEPT2, SEPT6 and SEPT7 were expressed in E. coli and purified to homogeneity. The thermal stability and secondary structure content of the domains were studied by circular dichroism spectroscopy, and homo- and hetero-interactions were investigated by size exclusion chromatography, chemical cross-linking, analytical ultracentrifugation and surface plasmon resonance. Our results show that SEPT6-C and SEPT7-C are able to form both homo- and heterodimers with a high alpha-helical content in solution. The heterodimer is elongated and considerably more stable than the homodimers, with a K (D) of 15.8 nM. On the other hand, the homodimer SEPT2-C has a much lower affinity, with a K (D) of 4 mu M, and a moderate alpha-helical content. Our findings present the first direct experimental evidence toward better understanding the biophysical properties and coiled-coil pairings of such domains and their potential role in filament assembly and stability.

Membrane interactions of S100A12 (calgranulin C)

S100A12 (Calgranulin C) is a small acidic calcium-binding peripheral membrane protein with two EF-hand structural motifs. It is expressed in macrophages and lymphocytes and highly up-regulated in several human inflammatory diseases. In pigs, S100A12 is abundant in the cytosol of granulocytes, where it is believed to be involved in signal modulation of inflammatory process. In this study, we investigated the interaction of the porcine S100A12 with phospholipid bilayers and the effect that ions (Ca2+, Zn2+ or both together) have in modifying protein-lipid interactions. More specifically, we intended to address issues such as: (1) is the protein-membrane interaction modulated by the presence of ions? (2) is the protein overall structure affected by the presence of the ions and membrane models simultaneously? (3) what are the specific conformational changes taking place when ions and membranes are both present? (4) does the protein have any kind of molecular preferences for a specific lipid component? To provide insight into membrane interactions and answer those questions, synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy, fluorescence spectroscopy, and surface plasmon resonance were used. The use of these combined techniques demonstrated that this protein was capable of interacting both with lipids and with ions in solution, and enabled examination of changes that occur at different levels of structure organization. The presence of both Ca2+ and Zn2+ ions modify the binding, conformation and thermal stability of the protein in the presence of lipids. Hence, these studies examining molecular interactions of porcine S100A12 in solution complement the previously determined crystal structure information on this family of proteins, enhancing our understanding of its dynamics of interaction with membranes.

Caratterizzazione del legame di molecole di interesse farmaceutico alla sieroalbumina umana mediante biocromatografia e dicroismo circolare

Negli ultimi anni, un crescente numero di studiosi ha focalizzato la propria attenzione sullo sviluppo di strategie che permettessero di caratterizzare le proprietà ADMET dei farmaci in via di sviluppo, il più rapidamente possibile. Questa tendenza origina dalla consapevolezza che circa la metà dei farmaci in via di sviluppo non viene commercializzato perché ha carenze nelle caratteristiche ADME, e che almeno la metà delle molecole che riescono ad essere commercializzate, hanno comunque qualche problema tossicologico o ADME [1]. Infatti, poco importa quanto una molecola possa essere attiva o specifica: perché possa diventare farmaco è necessario che venga ben assorbita, distribuita nell’organismo, metabolizzata non troppo rapidamente, ne troppo lentamente e completamente eliminata. Inoltre la molecola e i suoi metaboliti non dovrebbero essere tossici per l’organismo. Quindi è chiaro come una rapida determinazione dei parametri ADMET in fasi precoci dello sviluppo del farmaco, consenta di risparmiare tempo e denaro, permettendo di selezionare da subito i composti più promettenti e di lasciar perdere quelli con caratteristiche negative. Questa tesi si colloca in questo contesto, e mostra l’applicazione di una tecnica semplice, la biocromatografia, per caratterizzare rapidamente il legame di librerie di composti alla sieroalbumina umana (HSA). Inoltre mostra l’utilizzo di un’altra tecnica indipendente, il dicroismo circolare, che permette di studiare gli stessi sistemi farmaco-proteina, in soluzione, dando informazioni supplementari riguardo alla stereochimica del processo di legame. La HSA è la proteina più abbondante presente nel sangue. Questa proteina funziona da carrier per un gran numero di molecole, sia endogene, come ad esempio bilirubina, tiroxina, ormoni steroidei, acidi grassi, che xenobiotici. Inoltre aumenta la solubilità di molecole lipofile poco solubili in ambiente acquoso, come ad esempio i tassani. Il legame alla HSA è generalmente stereoselettivo e ad avviene a livello di siti di legame ad alta affinità. Inoltre è ben noto che la competizione tra farmaci o tra un farmaco e metaboliti endogeni, possa variare in maniera significativa la loro frazione libera, modificandone l’attività e la tossicità. Per queste sue proprietà la HSA può influenzare sia le proprietà farmacocinetiche che farmacodinamiche dei farmaci. Non è inusuale che un intero progetto di sviluppo di un farmaco possa venire abbandonato a causa di un’affinità troppo elevata alla HSA, o a un tempo di emivita troppo corto, o a una scarsa distribuzione dovuta ad un debole legame alla HSA. Dal punto di vista farmacocinetico, quindi, la HSA è la proteina di trasporto del plasma più importante. Un gran numero di pubblicazioni dimostra l’affidabilità della tecnica biocromatografica nello studio dei fenomeni di bioriconoscimento tra proteine e piccole molecole [2-6]. Il mio lavoro si è focalizzato principalmente sull’uso della biocromatografia come metodo per valutare le caratteristiche di legame di alcune serie di composti di interesse farmaceutico alla HSA, e sul miglioramento di tale tecnica. Per ottenere una miglior comprensione dei meccanismi di legame delle molecole studiate, gli stessi sistemi farmaco-HSA sono stati studiati anche con il dicroismo circolare (CD). Inizialmente, la HSA è stata immobilizzata su una colonna di silice epossidica impaccata 50 x 4.6 mm di diametro interno, utilizzando una procedura precedentemente riportata in letteratura [7], con alcune piccole modifiche. In breve, l’immobilizzazione è stata effettuata ponendo a ricircolo, attraverso una colonna precedentemente impaccata, una soluzione di HSA in determinate condizioni di pH e forza ionica. La colonna è stata quindi caratterizzata per quanto riguarda la quantità di proteina correttamente immobilizzata, attraverso l’analisi frontale di L-triptofano [8]. Di seguito, sono stati iniettati in colonna alcune soluzioni raceme di molecole note legare la HSA in maniera enantioselettiva, per controllare che la procedura di immobilizzazione non avesse modificato le proprietà di legame della proteina. Dopo essere stata caratterizzata, la colonna è stata utilizzata per determinare la percentuale di legame di una piccola serie di inibitori della proteasi HIV (IPs), e per individuarne il sito(i) di legame. La percentuale di legame è stata calcolata attraverso il fattore di capacità (k) dei campioni. Questo parametro in fase acquosa è stato estrapolato linearmente dal grafico log k contro la percentuale (v/v) di 1-propanolo presente nella fase mobile. Solamente per due dei cinque composti analizzati è stato possibile misurare direttamente il valore di k in assenza di solvente organico. Tutti gli IPs analizzati hanno mostrato un’elevata percentuale di legame alla HSA: in particolare, il valore per ritonavir, lopinavir e saquinavir è risultato maggiore del 95%. Questi risultati sono in accordo con dati presenti in letteratura, ottenuti attraverso il biosensore ottico [9]. Inoltre, questi risultati sono coerenti con la significativa riduzione di attività inibitoria di questi composti osservata in presenza di HSA. Questa riduzione sembra essere maggiore per i composti che legano maggiormente la proteina [10]. Successivamente sono stati eseguiti degli studi di competizione tramite cromatografia zonale. Questo metodo prevede di utilizzare una soluzione a concentrazione nota di un competitore come fase mobile, mentre piccole quantità di analita vengono iniettate nella colonna funzionalizzata con HSA. I competitori sono stati selezionati in base al loro legame selettivo ad uno dei principali siti di legame sulla proteina. In particolare, sono stati utilizzati salicilato di sodio, ibuprofene e valproato di sodio come marker dei siti I, II e sito della bilirubina, rispettivamente. Questi studi hanno mostrato un legame indipendente dei PIs ai siti I e II, mentre è stata osservata una debole anticooperatività per il sito della bilirubina. Lo stesso sistema farmaco-proteina è stato infine investigato in soluzione attraverso l’uso del dicroismo circolare. In particolare, è stato monitorata la variazione del segnale CD indotto di un complesso equimolare [HSA]/[bilirubina], a seguito dell’aggiunta di aliquote di ritonavir, scelto come rappresentante della serie. I risultati confermano la lieve anticooperatività per il sito della bilirubina osservato precedentemente negli studi biocromatografici. Successivamente, lo stesso protocollo descritto precedentemente è stato applicato a una colonna di silice epossidica monolitica 50 x 4.6 mm, per valutare l’affidabilità del supporto monolitico per applicazioni biocromatografiche. Il supporto monolitico monolitico ha mostrato buone caratteristiche cromatografiche in termini di contropressione, efficienza e stabilità, oltre che affidabilità nella determinazione dei parametri di legame alla HSA. Questa colonna è stata utilizzata per la determinazione della percentuale di legame alla HSA di una serie di poliamminochinoni sviluppati nell’ambito di una ricerca sulla malattia di Alzheimer. Tutti i composti hanno mostrato una percentuale di legame superiore al 95%. Inoltre, è stata osservata una correlazione tra percentuale di legame è caratteristiche della catena laterale (lunghezza e numero di gruppi amminici). Successivamente sono stati effettuati studi di competizione dei composti in esame tramite il dicroismo circolare in cui è stato evidenziato un effetto anticooperativo dei poliamminochinoni ai siti I e II, mentre rispetto al sito della bilirubina il legame si è dimostrato indipendente. Le conoscenze acquisite con il supporto monolitico precedentemente descritto, sono state applicate a una colonna di silice epossidica più corta (10 x 4.6 mm). Il metodo di determinazione della percentuale di legame utilizzato negli studi precedenti si basa su dati ottenuti con più esperimenti, quindi è necessario molto tempo prima di ottenere il dato finale. L’uso di una colonna più corta permette di ridurre i tempi di ritenzione degli analiti, per cui la determinazione della percentuale di legame alla HSA diventa molto più rapida. Si passa quindi da una analisi a medio rendimento a una analisi di screening ad alto rendimento (highthroughput- screening, HTS). Inoltre, la riduzione dei tempi di analisi, permette di evitare l’uso di soventi organici nella fase mobile. Dopo aver caratterizzato la colonna da 10 mm con lo stesso metodo precedentemente descritto per le altre colonne, sono stati iniettati una serie di standard variando il flusso della fase mobile, per valutare la possibilità di utilizzare flussi elevati. La colonna è stata quindi impiegata per stimare la percentuale di legame di una serie di molecole con differenti caratteristiche chimiche. Successivamente è stata valutata la possibilità di utilizzare una colonna così corta, anche per studi di competizione, ed è stata indagato il legame di una serie di composti al sito I. Infine è stata effettuata una valutazione della stabilità della colonna in seguito ad un uso estensivo. L’uso di supporti cromatografici funzionalizzati con albumine di diversa origine (ratto, cane, guinea pig, hamster, topo, coniglio), può essere proposto come applicazione futura di queste colonne HTS. Infatti, la possibilità di ottenere informazioni del legame dei farmaci in via di sviluppo alle diverse albumine, permetterebbe un migliore paragone tra i dati ottenuti tramite esperimenti in vitro e i dati ottenuti con esperimenti sull’animale, facilitando la successiva estrapolazione all’uomo, con la velocità di un metodo HTS. Inoltre, verrebbe ridotto anche il numero di animali utilizzati nelle sperimentazioni. Alcuni lavori presenti in letteratura dimostrano l’affidabilita di colonne funzionalizzate con albumine di diversa origine [11-13]: l’utilizzo di colonne più corte potrebbe aumentarne le applicazioni.

Molecular interactions: metal ions and protein chaperones in the urease system from Helicobacter pylori

Although nickel is a toxic metal for living organisms in its soluble form, its importance in many biological processes recently emerged. In this view, the investigation of the nickel-dependent enzymes urease and [NiFe]-hydrogenase, especially the mechanism of nickel insertion into their active sites, represent two intriguing case studies to understand other analogous systems and therefore to lead to a comprehension of the nickel trafficking inside the cell. Moreover, these two enzymes have been demonstrated to ensure survival and colonization of the human pathogen H. pylori, the only known microorganism able to proliferate in the gastric niche. The right nickel delivering into the urease active site requires the presence of at least four accessory proteins, UreD, UreE, UreF and UreG. Similarly, analogous process is principally mediated by HypA and HypB proteins in the [NiFe]-hydrogenase system. Indeed, HpHypA and HpHypB also have been proposed to act in the activation of the urease enzyme from H. pylori, probably mobilizing nickel ions from HpHypA to the HpUreE-HpUreG complex. A complete comprehension of the interaction mechanism between the accessory proteins and the crosstalk between urease and hydrogenase accessory systems requires the determination of the role of each protein chaperone that strictly depends on their structural and biochemical properties. The availability of HpUreE, HpUreG and HpHypA proteins in a pure form is a pre-requisite to perform all the subsequent protein characterizations, thus their purification was the first aim of this work. Subsequently, the structural and biochemical properties of HpUreE were investigated using multi-angle and quasi-elastic light scattering, as well as NMR and circular dichroism spectroscopy. The thermodynamic parameters of Ni2+ and Zn2+ binding to HpUreE were principally established using isothermal titration calorimetry and the importance of key histidine residues in the process of binding metal ions was studied using site-directed mutagenesis. The molecular details of the HpUreE-HpUreG and HpUreE-HpHypA protein-protein assemblies were also elucidated. The interaction between HpUreE and HpUreG was investigated using ITC and NMR spectroscopy, and the influence of Ni2+ and Zn2+ metal ions on the stabilization of this association was established using native gel electrophoresis, light scattering and thermal denaturation scanning followed by CD spectroscopy. Preliminary HpUreE-HpHypA interaction studies were conducted using ITC. Finally, the possible structural architectures of the two protein-protein assemblies were rationalized using homology modeling and docking computational approaches. All the obtained data were interpreted in order to achieve a more exhaustive picture of the urease activation process, and the correlation with the accessory system of the hydrogenase enzyme, considering the specific role and activity of the involved protein players. A possible function for Zn2+ in the chaperone network involved in Ni2+ trafficking and urease activation is also envisaged.

Aktivierung von Hämocyanin zur Tyrosinase

Ziel der Arbeit war die enzymatische Aktivierung von Cheliceraten-Hämocyanin zur Erforschung ihrer Phenoloxidase-Aktivität. Hierzu wurden zwei Hämocyanine in vergleichenden Untersuchungen herangezogen: Das bekannte 24-mer aus der Spinne Eurypelma californicum und das ebenfalls 24-mere Hämocyanin des Skorpions Pandinus imperator, dessen Struktur hier aufgeklärt wurde. Elektronenmikroskopisch und in der dynamischer Lichtstreuung sind sich beide Hämocyanine sehr ähnlich und sedimentieren bei analytischer Ultrazentrifugation ebenfalls in gleicher Weise (Sedimentationskoeffizient von 37 S (S20, W)). Durch Dissoziation im alkalischen Milieu gewinnt man bis zu zwölf Untereinheiten, von denen sich neun immunologisch unterscheiden lassen. Das absorptionsspektroskopische Verhalten von P. imperator- und E. californicum-Hämocyanin sowie Sekundärstrukturanalyse mittels CD-Spektroskopie ist nahezu identisch. Die Stabilität des Hämocyanins gegenüber Temperatur und Denaturierungsmitteln wurde mit Circulardichroismus- und Fluoreszenzspektroskopie sowie durch die enzymatische Aktivität untersucht. Erstmals konnten die Hämocyanine von P. imperator und E. californicum nicht nur zu einer stabilen Diphenoloxidase umgewandelt werden, sondern auch eine Monophenolhydroxylase-Aktivität induziert und reguliert werden. Für letztere Aktivität ist dabei die Präsenz von Tris- oder Hepes-Puffer wesentlich. Während sich die Monophenolhydroxylase-Aktivität nur auf Ebene der oligomeren Zustände beobachten lässt, erkennt man bei den isolierten Untereinheiten-Typen lediglich eine Diphenoloxidase-Aktivität. Bei dem Spinnen-Hämocyanin zeigen die Untereinheiten bc die stärkste katalytische Aktivität auf, bei P. imperator-Hämocyanin findet man drei bis vier Untereinheiten, die enzymatisch aktiv sind. Die Aktivierung mit SDS liefert den Hinweis, dass die Quartärstruktur in eine andere Konformation gebracht und nicht durch SDS denaturiert wird. Zugabe von Mg2+ reguliert die Phenoloxidase-Aktivität und verschiebt bei P. imperator-Hämocyanin die enzymatische Aktivität zugunsten der Diphenoloxidase. Mit keiner der zur Verfügung stehenden Methoden konnte jedoch ein Konformationsübergang eindeutig nachgewiesen werden. Die Stabilität scheint durch die niedrigen SDS-Konzentrationen nicht beeinträchtigt zu werden. Die sehr lange “Verzögerungsphase“ bei der Monophenolhydroxylase-Aktivität konnte durch Zugabe von katalytischem Diphenol drastisch verkürzt werden, was ein Hinweis auf die echte Tyrosinase-Aktivität des aktivierten Hämocyanins ist. Ein in vivo-Aktivator konnte bis jetzt noch nicht gefunden werden. Trotzdem scheinen die Hämocyanine in der Immunologie von Cheliceraten eine bedeutende Rolle zu spielen, indem sie die Rolle der Tyrosinasen / Phenoloxidasen beziehungsweise Catecholoxidasen übernehmen, die bei Cheliceraten nicht vorkommen. Weitere Möglichkeiten des Cheliceraten-Immunsystems, eindringende Fremdorganismen abzuwehren, wurden untersucht. Das Fehlen einer ´echten` Phenoloxidase-Aktivität bei den Cheliceraten, mit der Fähigkeit, sowohl mono- als auch diphenolische Substrate umzusetzen, stützt die Hypothese, dass aktiviertes Hämocyanin in vivo an die Stelle der Phenoloxidase tritt.

A family of fibrinogen-binding MSCRAMMs from Enterococcus faecalis.

We report that three (EF0089, EF2505 and EF1896, renamed here Fss1, Fss2 and Fss3, respectively, for Enterococcus faecalis surface protein) of the recently predicted MSCRAMMs (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules) in E. faecalis strain V583 bind fibrinogen (Fg). Despite an absence of extensive primary sequence homology, the three proteins appear to be related structurally. Within the N-terminal regions of the three enterococcal proteins, we identified pairs of putative IgG-like modules with a high degree of predicted structural similarity to the Fg-binding N2 and N3 domains of the staphylococcal MSCRAMMs ClfA and SdrG. A second N2N3-like segment was predicted in Fss1. Far-UV circular dichroism spectroscopy revealed that all four predicted N2N3-like regions are composed mainly of beta-sheets with only a minor proportion of alpha-helices, which is characteristic of Ig-like folded domains. Three of the four identified enterococcal N2N3-like regions showed potent dose-dependent binding to Fg. However, the specificity of the Fg-binding MSCRAMMs differs, as indicated by far-Western blots, which showed that recombinant segments of the MSCRAMMs bound different Fg polypeptide chains. Enterococci grown in serum-supplemented broth adhere to Fg-coated surfaces, and inactivation in strain OG1RF of the gene encoding Fss2 resulted in reduced adherence, whilst complementation of the mutant restored full Fg adherence. Thus, E. faecalis contains a family of MSCRAMMs that structurally and functionally resemble the Fg-binding MSCRAMMs of staphylococci.

Exploring Hoogsteen and reversed-Hoogsteen duplex and triplex formation with tricyclo-DNA purine sequences

The duplex- and triplex-formation properties of the tricyclo-DNA purine decamer 5'p-gagaaggaaa-3' as a single strand or as part of a hairpin duplex with corresponding parallel and antiparallel pyrimidine DNA and RNA complements, as well as with antiparallel purine DNA and RNA complements, were investigated by UV melting curve analysis, circular dichroism spectroscopy, and gel mobility shift experiments. It was found that tricyclo-DNA forms very stable duplexes with the pyrimidine RNA and DNA complements not only in the Watson-Crick pairing mode, but also in the Hoogsteen one. Below pH 6.0, the tc-DNA/DNA and tc-DNA/RNA Hoogsteen duplexes were found to be more stable than the corresponding Watson-Crick DNA duplexes. Triplexes of the hairpin structure with parallel pyrimidine complements revealed even stronger Hoogsteen pairing relative to the duplexes, presumably due to structural preorganization phenomena. Triplex formation with antiparallel pyrimidine and purine third strands (reversed-Hoogsteen motif) could not be observed and seem to be unstable