Active nuclear import and cytoplasmic retention of activation-induced deaminase

The enzyme activation-induced deaminase (AID) triggers antibody diversification in B cells by catalyzing deamination and consequently mutation of immunoglobulin genes. To minimize off-target deamination, AID is restrained by several regulatory mechanisms including nuclear exclusion, thought to be mediated exclusively by active nuclear export. Here we identify two other mechanisms involved in controlling AID subcellular localization. AID is unable to passively diffuse into the nucleus, despite its small size, and its nuclear entry requires active import mediated by a conformational nuclear localization signal. We also identify in its C terminus a determinant for AID cytoplasmic retention, which hampers diffusion to the nucleus, competes with nuclear import and is crucial for maintaining the predominantly cytoplasmic localization of AID in steady-state conditions. Blocking nuclear import alters the balance between these processes in favor of cytoplasmic retention, resulting in reduced isotype class switching.

The role of GAPDH in maintaining the functional state of the DNA repair enzyme APE1

Les sites apuriniques/apyrimidiniques (AP) sont des sites de l’ADN hautement mutagène. Les dommages au niveau de ces sites peuvent survenir spontanément ou être induits par une variété d’agents. Chez l’humain, les sites AP sont réparés principalement par APE1, une enzyme de réparation de l’ADN qui fait partie de la voie de réparation par excision de base (BER). APE1 est une enzyme multifonctionnelle; c’est une AP endonucléase, 3’-diestérase et un facteur redox impliqué dans l’activation des facteurs de transcription. Récemment, il a été démontré qu’APE1 interagit avec l’enzyme glycolytique GAPDH. Cette interaction induit l’activation d’APE1 par réduction. En outre, la délétion du gène GAPDH sensibilise les cellules aux agents endommageant l’ADN, induit une augmentation de formation spontanée des sites AP et réduit la prolifération cellulaire. A partir de toutes ces données, il était donc intéressant d’étudier l’effet de la délétion de GAPDH sur la progression du cycle cellulaire, sur la distribution cellulaire d’APE1 et d’identifier la cystéine(s) d’APE1 cible(s) de la réduction par GAPDH. Nos travaux de recherche ont montré que la déficience en GAPDH cause un arrêt du cycle cellulaire en phase G1. Cet arrêt est probablement dû à l’accumulation des dommages engendrant un retard au cours duquel la cellule pourra réparer son ADN. De plus, nous avons observé des foci nucléaires dans les cellules déficientes en GAPDH qui peuvent représenter des agrégats d’APE1 sous sa forme oxydée ou bien des focis de la protéine inactive au niveau des lésions d’ADN. Nous avons utilisé la mutagénèse dirigée pour créer des mutants (Cys en Ala) des sept cystéines d’APE1 qui ont été cloné dans un vecteur d’expression dans les cellules de mammifères. Nous émettons l’hypothèse qu’au moins un mutant ou plus va être résistant à l’inactivation par oxydation puisque l’alanine ne peut pas s’engager dans la formation des ponts disulfures. Par conséquent, on anticipe que l’expression de ce mutant dans les cellules déficientes en GAPDH pourrait restaurer une distribution cellulaire normale de APE1, libérerait les cellules de l’arrêt en phase G1 et diminuerait la sensibilité aux agents endommageant l’ADN. En conclusion, il semble que GAPDH, en préservant l’activité d’APE1, joue un nouveau rôle pour maintenir l’intégrité génomique des cellules aussi bien dans les conditions normales qu’en réponse au stress oxydatif.

Dissecting cell cycle protein complexes using the pptimized yeast cytosine deaminase protein-fragment complementation assay “You too can play with an edge”

Les protéines sont les produits finaux de la machinerie génétique. Elles jouent des rôles essentiels dans la définition de la structure, de l'intégrité et de la dynamique de la cellule afin de promouvoir les diverses transformations chimiques requises dans le métabolisme et dans la transmission des signaux biochimique. Nous savons que la doctrine centrale de la biologie moléculaire: un gène = un ARN messager = une protéine, est une simplification grossière du système biologique. En effet, plusieurs ARN messagers peuvent provenir d’un seul gène grâce à l’épissage alternatif. De plus, une protéine peut adopter plusieurs fonctions au courant de sa vie selon son état de modification post-traductionelle, sa conformation et son interaction avec d’autres protéines. La formation de complexes protéiques peut, en elle-même, être déterminée par l’état de modifications des protéines influencées par le contexte génétique, les compartiments subcellulaires, les conditions environmentales ou être intrinsèque à la croissance et la division cellulaire. Les complexes protéiques impliqués dans la régulation du cycle cellulaire sont particulièrement difficiles à disséquer car ils ne se forment qu’au cours de phases spécifiques du cycle cellulaire, ils sont fortement régulés par les modifications post-traductionnelles et peuvent se produire dans tous les compartiments subcellulaires. À ce jour, aucune méthode générale n’a été développée pour permettre une dissection fine de ces complexes macromoléculaires. L'objectif de cette thèse est d'établir et de démontrer une nouvelle stratégie pour disséquer les complexes protéines formés lors du cycle cellulaire de la levure Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae). Dans cette thèse, je décris le développement et l'optimisation d'une stratégie simple de sélection basée sur un essai de complémentation de fragments protéiques en utilisant la cytosine déaminase de la levure comme sonde (PCA OyCD). En outre, je décris une série d'études de validation du PCA OyCD afin de l’utiliser pour disséquer les mécanismes d'activation des facteurs de transcription et des interactions protéine-protéines (IPPs) entre les régulateurs du cycle cellulaire. Une caractéristique clé du PCA OyCD est qu'il peut être utilisé pour détecter à la fois la formation et la dissociation des IPPs et émettre un signal détectable (la croissance des cellules) pour les deux types de sélections. J'ai appliqué le PCA OyCD pour disséquer les interactions entre SBF et MBF, deux facteurs de transcription clés régulant la transition de la phase G1 à la phase S. SBF et MBF sont deux facteurs de transcription hétérodimériques composés de deux sous-unités : une protéine qui peut lier directement l’ADN (Swi4 ou Mbp1, respectivement) et une protéine commune contenant un domain d’activation de la transcription appelée Swi6. J'ai appliqué le PCA OyCD afin de générer un mutant de Swi6 qui restreint ses activités transcriptionnelles à SBF, abolissant l’activité MBF. Nous avons isolé des souches portant des mutations dans le domaine C-terminal de Swi6, préalablement identifié comme responsable dans la formation de l’interaction avec Swi4 et Mbp1, et également important pour les activités de SBF et MBF. Nos résultats appuient un modèle où Swi6 subit un changement conformationnel lors de la liaison à Swi4 ou Mbp1. De plus, ce mutant de Swi6 a été utilisé pour disséquer le mécanisme de régulation de l’entrée de la cellule dans un nouveau cycle de division cellulaire appelé « START ». Nous avons constaté que le répresseur de SBF et MBF nommé Whi5 se lie directement au domaine C-terminal de Swi6. Finalement, j'ai appliqué le PCA OyCD afin de disséquer les complexes protéiques de la kinase cycline-dépendante de la levure nommé Cdk1. Cdk1 est la kinase essentielle qui régule la progression du cycle cellulaire et peut phosphoryler un grand nombre de substrats différents en s'associant à l'une des neuf protéines cycline régulatrice (Cln1-3, Clb1-6). Je décris une stratégie à haut débit, voir à une échelle génomique, visant à identifier les partenaires d'interaction de Cdk1 et d’y associer la cycline appropriée(s) requise(s) à l’observation d’une interaction en utilisant le PCA OyCD et des souches délétées pour chacune des cyclines. Mes résultats nous permettent d’identifier la phase(s) du cycle cellulaire où Cdk1 peut phosphoryler un substrat particulier et la fonction potentielle ou connue de Cdk1 pendant cette phase. Par exemple, nous avons identifié que l’interaction entre Cdk1 et la γ-tubuline (Tub4) est dépendante de Clb3. Ce résultat est conforme au rôle de Tub4 dans la nucléation et la croissance des faisceaux mitotiques émanant des centromères. Cette stratégie peut également être appliquée à l’étude d'autres IPPs qui sont contrôlées par des sous-unités régulatrices.

Study of the subcellular localization of cell cycle regulator Cks1 and its impact on cancer

La progression dans le cycle cellulaire est contrôlée par de vagues oscillantes de cyclines et des kinases cycline-dépendantes (Cdk). Ces kinases sont régulées positivement par l’association des sous-unités cyclines régulatrices et négativement en se liant aux inhibiteurs de Cdk. Parmi ces derniers, p27 inhibe tous les complexes cycline-Cdk quelle que soit la phase cellulaire et agit en tant que régulateur négatif principal de la prolifération cellulaire dans une variété de cellules et de tissus. Intrinsèquement, p27 phosphorylé est ubiquitiné et dégradé par le complexe SCFSkp2-Cks1. Des études génétiques de la souris, ainsi que des examens cliniques chez l’homme, ont montré que p27 est un important suppresseur de tumeur. Le gène est rarement muté. Cependant, p27 est fréquemment réprimé dans les cancers humains en raison d’une augmentation de l’expression de Skp2 et de Cks1 dans le noyau, ce qui est généralement associée à un mauvais pronostic. La localisation subcellulaire de Cks1 est donc d'une importance primordiale dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Les résultats récents de notre laboratoire ont montré une interaction entre Cks1 et les protéines de transport nucléaire importine α1 et β3. Aussi, l’analyse de la séquence primaire de Cks1 a également révélé un signal de localisation nucléaire classique (NLS) à son extrémité C-terminale. Des mutations ont été effectuées sur le NLS suspect pour déterminer si oui ou non l'import nucléaire de Cks1 était contrôlé par cette séquence. Un inhibiteur synthétique de l’importine β a également été utilisé pour étudier l’import de Cks1 dans le noyau. Les résultats indiquent que l’extrémité C-terminale de Cks1 est en effet un NLS puisque les mutations de Cks1 et l'inhibition de l’importine β conduisent, tous deux, à l'accumulation de Cks1 dans le cytoplasme. Ces résultats ont été utiles pour mieux comprendre le mécanisme régulant la localisation de Cks1. Toutefois, des travaux futurs sont nécessaires pour mieux comprendre l'impact de la séquestration cytoplasmique de Cks1 sur le cancer et ainsi espérer aboutir à l'identification de nouvelles cibles pharmacologiques impliqués dans la prolifération cellulaire.

Zelluläre und biochemische Charakterisierung der bifunktionalen Methyltransferase Dnmt2

Seit der Entdeckung der Methyltransferase 2 als hoch konserviertes und weit verbreitetes Enzym sind zahlreiche Versuche zur vollständigen Charakterisierung erfolgt. Dabei ist die biologische Funktion des Proteins ein permanent umstrittener Punkt. In dieser Arbeit wird dnmA als sensitiver Oszillator bezüglich des Zellzyklus und weiterer Einflüsse gezeigt. Insgesamt liegt der Hauptfokus auf der Untersuchung der in vivo Charakterisierung des Gens, der endogenen subzellulären Verteilung, sowie der physiologischen Aufgaben des Proteins in vivo in D. discoideum. Um Hinweise auf Signalwege in vivo zu erhalten, in denen DnmA beteiligt ist, war es zunächst notwendig, eine detaillierte Analyse des Gens anzufertigen. Mit molekularbiologisch äußerst sensitiven Methoden, wie beispielsweise Chromatin‐IP oder qRT‐PCR, konnte ein vollständiges Expressionsprofil über den Zell‐ und Lebenszyklus von D. discoideum angelegt werden. Besonders interessant sind dabei die Ergebnisse eines ursprünglichen Wildtypstammes (NC4), dessen dnmA‐Expressionsprofil quantitativ von anderen Wildtypstämmen abweicht. Auch auf Proteinebene konnten Zellzyklus‐abhängige Effekte von DnmA bestimmt werden. Durch mikroskopische Untersuchungen von verschiedenen DnmA‐GFP‐Stämmen wurden Lokalisationsänderungen während der Mitose gezeigt. Weiterhin wurde ein DnmA‐GFP‐Konstrukt unter der Kontrolle des endogenen Promotors generiert, wodurch das Protein in der Entwicklung eindeutig als Zelltypus spezifisches Protein, nämlich als Präsporen‐ bzw. Sporenspezifisches Protein, identifiziert werden konnte. Für die in vivo Analyse der katalytischen Aktivität des Enzyms konnten nun die Erkenntnisse aus der Charakterisierung des Gens bzw. Proteins berücksichtigt werden, um in vivo Substratkandidaten zu testen. Es zeigte sich, dass von allen bisherigen Substrat Kandidaten lediglich die tRNA^Asp als in vivo Substrat bestätigt werden konnte. Als besondere Erkenntnis konnte hierbei ein quantitativer Unterschied des Methylierungslevels zwischen verschiedenen Wildtypstämmen detektiert werden. Weiterhin wurde die Methylierung sowie Bindung an einen DNA‐Substratkandidaten ermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass DnmA äußerst sequenzspezifisch mit Abschnitten des Retrotransposons DIRS‐1 in vivo eine Bindung eingeht. Auch für den Substrakandidaten snRNA‐U2 konnte eine stabile in vitro Komplexbildung zwischen U2 und hDnmt2 gezeigt werden. Insgesamt erfolgte auf Basis der ermittelten Expressionsdaten eine erneute Charakterisierung der Aktivität des Enzyms und der Substrate in vivo und in vitro.

Interaction of severe acute respiratory syndrome-coronavirus and NL63 coronavirus spike proteins with angiotensin converting enzyme-2

Although in different groups, the coronaviruses severe acute respiratory syndrome-coronavirus (SARS-CoV) and NL63 use the same receptor, angiotensin converting enzyme (ACE)-2, for entry into the host cell. Despite this common receptor, the consequence of entry is very different; severe respiratory distress in the case of SARS-CoV but frequently only a mild respiratory infection for NL63. Using a wholly recombinant system, we have investigated the ability of each virus receptor-binding protein, spike or S protein, to bind to ACE-2 in solution and on the cell surface. In both assays, we find that the NL63 S protein has a weaker interaction with ACE-2 than the SARS-CoV S protein, particularly in solution binding, but the residues required for contact are similar. We also confirm that the ACE-2-binding site of NL63 S lies between residues 190 and 739. A lower-affinity interaction with ACE-2 might partly explain the different pathological consequences of infection by SARS-CoV and NL63.

Efficient and cost-effective experimental determination of kinetic constants and data: the success of a Bayesian systematic approach to drug transport, receptor binding, continuous culture and cell transport kinetics

Details about the parameters of kinetic systems are crucial for progress in both medical and industrial research, including drug development, clinical diagnosis and biotechnology applications. Such details must be collected by a series of kinetic experiments and investigations. The correct design of the experiment is essential to collecting data suitable for analysis, modelling and deriving the correct information. We have developed a systematic and iterative Bayesian method and sets of rules for the design of enzyme kinetic experiments. Our method selects the optimum design to collect data suitable for accurate modelling and analysis and minimises the error in the parameters estimated. The rules select features of the design such as the substrate range and the number of measurements. We show here that this method can be directly applied to the study of other important kinetic systems, including drug transport, receptor binding, microbial culture and cell transport kinetics. It is possible to reduce the errors in the estimated parameters and, most importantly, increase the efficiency and cost-effectiveness by reducing the necessary amount of experiments and data points measured. (C) 2003 Federation of European Biochemical Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Protein kinase C down-regulation, and not transient activation, correlates with melanocyte growth

The nontumorigenic, immortal line of murine melanocytes, Mel-ab, requires the continual presence of biologically active phorbol esters for growth (R. E. Wilson et al., Cancer Res., 49: 711–716, 1989). Comparable treatments of B16 murine melanoma cells result in partial inhibition of cell proliferation. The role of protein kinase C (PKC) in the modulation of growth of cells from these two melanocytic cell lines has been investigated. Significant levels of PKC were present in quiescent Mel-ab cells as determined by Western blotting, whereas no immunoreactive protein was detected in cell extracts from either proliferating Mel-ab or B16.F1 cells. Phosphorylation of a Mr 80,000 protein, which by one- and two-dimensional gel analysis comigrated with the known Mr 80,000 protein substrate of PKC in fibroblasts, was induced in 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate-stimulated quiescent Mel-ab cells but not in proliferating Mel-ab cells or B16.F1 melanoma cells. Direct measurement of PKC activity in these cells demonstrated a 10-fold greater level of activity in quiescent Mel-ab cells (262 ± 50 pmol/min/mg SD) compared with growing cells (22.8 ± 11.8 pmol/min/mg SD). An intermediate level of activity was detected in proliferating B16.F1 melanoma cells (148.5 ± 20.4 pmol/min/mg SD). The subcellular distribution of PKC was dependent upon the growth state of the cells such that quiescent Mel-ab cells displayed a higher level of activity in the cytosol, whereas growing Melab cells displayed greater activity in the particulate fraction. Like many other transformed lines, B16.F1 melanoma cells constitutively expressed the majority of enzyme activity in the particulate fraction. Measurement of [3H]phorbol ester binding in intact cells paralleled the PKC activation data such that quiescent Mel-ab cells displayed binding of 1612 ± 147 cpm/106 cells, whereas proliferating Mel-ab and B16.F1 melanoma cells displayed binding of 652 ± 28 and 947 ± 81 cpm/106 cells, respectively. Membrane-permeant diacylglycerol analogues, which activated but did not down-regulate PKC, were devoid of growth-stimulating effects on melanocytes, even in the presence of the specific diacylglycerol kinase inhibitor, R59022. Together, these data show that PKC down-regulation, and not activation, correlates with the growth of melanocytes in culture.

The platelet-surface thiol isomerase enzyme ERp57 modulates platelet function

Background: Thiol isomerases are a family of endoplasmic reticulum enzymes which orchestrate redox-based modifications of protein disulphide bonds. Previous studies have identified important roles for the thiol isomerases PDI and ERp5 in the regulation of normal platelet function. Objectives: Recently, we demonstrated the presence of a further five thiol isomerases at the platelet surface. In this report we aim to report the role of one of these enzymes - ERp57 in the regulation of platelet function. Methods/Results: Using enzyme activity function blocking antibodies, we demonstrate a role for ERp57 in platelet aggregation, dense granule secretion, fibrinogen binding, calcium mobilisation and thrombus formation under arterial conditions. In addition to the effects of ERp57 on isolated platelets, we observe the presence of ERp57 in the developing thrombus in vivo. Furthermore the inhibition of ERp57 function was found to reduce laser-injury induced arterial thrombus formation in a murine model of thrombosis. Conclusions: These data suggest that ERp57 is important for normal platelet function and opens up the possibility that the regulation of platelet function by a range of cell surface thiol isomerases may represent a broad paradigm for the regulation of haemostasis and thrombosis.

Endothelin-converting enzyme 1 degrades neuropeptides in endosomes to control receptor recycling

Neuropeptide signaling requires the presence of G protein-coupled receptors (GPCRs) at the cell surface. Activated GPCRs interact with beta-arrestins, which mediate receptor desensitization, endocytosis, and mitogenic signaling, and the peptide-receptor-arrestin complex is sequestered into endosomes. Although dissociation of beta-arrestins is required for receptor recycling and resensitization, the critical event that initiates this process is unknown. Here we report that the agonist availability in the endosomes, controlled by the membrane metalloendopeptidase endothelin-converting enzyme 1 (ECE-1), determines stability of the peptide-receptor-arrestin complex and regulates receptor recycling and resensitization. Substance P (SP) binding to the tachykinin neurokinin 1 receptor (NK1R) induced membrane translocation of beta-arrestins followed by trafficking of the SP-NK1R-beta-arrestin complex to early endosomes containing ECE-1a-d. ECE-1 degraded SP in acidified endosomes, disrupting the complex; beta-arrestins returned to the cytosol, and the NK1R, freed from beta-arrestins, recycled and resensitized. An ECE-1 inhibitor, by preventing NK1R recycling in endothelial cells, inhibited resensitization of SP-induced inflammation. This mechanism is a general one because ECE-1 similarly regulated NK3R resensitization. Thus, peptide availability in endosomes, here regulated by ECE-1, determines the stability of the peptide-receptor-arrestin complex. This mechanism regulates receptor recycling, which is necessary for sustained signaling, and it may also control beta-arrestin-dependent mitogenic signaling of endocytosed receptors. We propose that other endosomal enzymes and transporters may similarly control the availability of transmitters in endosomes to regulate trafficking and signaling of GPCRs. Antagonism of these endosomal processes represents a strategy for inhibiting sustained signaling of receptors, and defects may explain the tachyphylaxis of drugs that are receptor agonists.

Synthesis, structural characterization and catalytic activity of a multifunctional enzyme mimetic oxoperoxovanadium(v) complex

The synthesis and structural characterization of a novel oxoperoxovanadium(v) complex [VO(O-2)(PAH)-(phen)] containing the ligands 2-phenylacetohydroxamic acid (PAHH) and 1,10-phenanthroline (phen) has been accomplished. The oxoperoxovanadium(v) complex was found to mimic both vanadate-dependent haloperoxidase (VHPO) activity as well as nuclease activity through effective interaction with DNA. The complex is the first example of a structurally characterized stable oxoperoxovanadium(v) complex with a coordinated bi-dentate hydroximate moiety (-CONHO-) from 2-phenylacetohydroximate (PAH). The oxoperoxovanadium(v) complex has been used as catalyst for the peroxidative bromination reaction of some unsaturated alcohols (e.g. 4-pentene-1-ol, 1-octene-3-ol and 9-decene-1-ol) in the presence of H2O2 and KBr. The catalytic products have been characterized by GC-MS analysis and spectrophotometric methods. The DNA binding of this complex has been established with CT DNA whereas the DNA cleavage was demonstrated with plasmid DNA. The interactions of the complex with DNA have been monitored by electronic absorption and fluorescence emission spectroscopy. Viscometric measurements suggest that the compound is a DNA intercalator. The nuclease activity of this complex was confirmed by gel electrophoresis studies.

The inositol-3-phosphate synthase biosynthetic enzyme has distinct catalytic and metabolic roles

Inositol levels, maintained by the biosynthetic enzyme inositol-3-phosphate synthase (Ino1), are altered in a range of disorders including bipolar disorder and Alzheimer's disease. To date, most inositol studies have focused on the molecular and cellular effects of inositol depletion without considering Ino1 levels. Here we employ a simple eukaryote, Dictyostelium, to demonstrate distinct effects of loss of Ino1 and inositol depletion. We show that loss of Ino1 results in inositol auxotrophy that can only be partially rescued by exogenous inositol. Removal of inositol supplementation from the ino1- mutant results in a rapid 56% reduction in inositol levels, triggering the induction of autophagy, reduced cytokinesis and substrate adhesion. Inositol depletion also caused a dramatic generalised decrease in phosphoinositide levels that was rescued by inositol supplementation. However, loss of Ino1 triggered broad metabolic changes consistent with the induction of a catabolic state that was not rescued by inositol supplementation. These data suggest a metabolic role for Ino1 independent of inositol biosynthesis. To characterise this role, an Ino1 binding partner containing SEL1L1 domains (Q54IX5) was identified with homology to mammalian macromolecular complex adaptor proteins. Our findings therefore identify a new role for Ino1, independent of inositol biosynthesis, with broad effects on cell metabolism.

Activation of Leishmania (Leishmania) amazonensis arginase at low temperature by binuclear Mn(2+) center formation of the immobilized enzyme on a Ni(2+) resin

In Leishmania, arginase is responsible for the production of ornithine, a precursor of polyamines required for proliferation of the parasite. In this work, the activation kinetics of immobilized arginase enzyme from L. (L.) amazonensis were studied by varying the concentration of Mn(2+) applied to the nickel column at 23 degrees C. The intensity of the binding of the enzyme to the Ni(2+) resin was directly proportional to the concentration of Mn(2+). Conformational changes of the enzyme may occur when the enzyme interacts with immobilized Ni(2+), allowing the following to occur: (1) entrance of Mn(2+) and formation of the metal bridge; (2) stabilization and activation of the enzyme at 23 degrees C; and (3) an increase in the affinity of the enzyme to Ni(2+) after the Mn(2+) activation step. The conformational alterations can be summarized as follows: the interaction with the Ni(2+) simulates thermal heating in the artificial activation by opening a channel for Mn(2+) to enter. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Naturally Acquired Antibodies to Plasmodium vivax Duffy Binding Protein (DBP) in Rural Brazilian Amazon

Duffy binding protein (DBP), a leading malaria vaccine candidate, plays a critical role ill Plasmodium vivax erythrocyte invasion. Sixty-eight of 366 (18.6%) subjects had IgG anti-DBP antibodies by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in a community-based cross-sectional survey ill the Brazilian Amazon Basin. Despite Continuous exposure to low-level malaria transmission, the overall seroprevalence decreased to 9.0% when the Population was reexamined 12 months later. Antibodies from 16 of 50 (360%) Subjects who were ELISA-positive at the baseline were able to inhibit erythrocyte binding to at least one of two DBP variants tested. Most (13 of 16) of these subjects still had inhibitory antibodies when reevaluated 12 months later. Cumulative exposure to malaria was the strongest predictor of DBP seropositivity identified by Multiple logistic regression models in this population. The poor antibody recognition of DBP elicited by natural exposure to P. vivax in Amazonian populations represents a challenge to be addressed by vaccine development strategies.

Statistical coupling analysis of aspartic proteinases based on crystal structures of the Trichoderma reesei enzyme and its complex with pepstatin A

The crystal structures of an aspartic proteinase from Trichoderma reesei (TrAsP) and of its complex with a competitive inhibitor, pepstatin A, were solved and refined to crystallographic R-factors of 17.9% (R(free)=21.2%) at 1.70 angstrom resolution and 15.81% (R(free) = 19.2%) at 1.85 angstrom resolution, respectively. The three-dimensional structure of TrAsP is similar to structures of other members of the pepsin-like family of aspartic proteinases. Each molecule is folded in a predominantly beta-sheet bilobal structure with the N-terminal and C-terminal domains of about the same size. Structural comparison of the native structure and the TrAsP-pepstatin complex reveals that the enzyme undergoes an induced-fit, rigid-body movement upon inhibitor binding, with the N-terminal and C-terminal lobes tightly enclosing the inhibitor. Upon recognition and binding of pepstatin A, amino acid residues of the enzyme active site form a number of short hydrogen bonds to the inhibitor that may play an important role in the mechanism of catalysis and inhibition. The structures of TrAsP were used as a template for performing statistical coupling analysis of the aspartic protease family. This approach permitted, for the first time, the identification of a network of structurally linked residues putatively mediating conformational changes relevant to the function of this family of enzymes. Statistical coupling analysis reveals coevolved continuous clusters of amino acid residues that extend from the active site into the hydrophobic cores of each of the two domains and include amino acid residues from the flap regions, highlighting the importance of these parts of the protein for its enzymatic activity. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.