A mobilidade eletroforética e o perfil de potencial da membrana celular

O objetivo do presente trabalho foi estudar o comportamento dos potenciais superficiais e do perfil de potencial atraves da membrana de eritr ocito em func ao da forca i onica e das cargas superficiais, usando um modelo que leva em conta as cargas el etricas do glicoc alix e das proteınas citoplasm aticas, al em das cargas superficiais da bicamada lipıdica e os efeitos dos eletr olitos divalentes. Programas especıficos em linguagem C foram elaborados para o c alculo desses potenciais, tomando como dados num ericos resultados experimentais de medidas de mobilidade eletrofor etica de eritr ocitos para diferentes valores de forca i onica. Neste c alculo, o metodo para tratamento dos dados eletrofor eticos indicado por Hsu et al.[57] foi incluıdo em nosso modelo. A equac ao de Poisson-Boltzmann nao linear foi resolvida por computac ao num erica, usando o metodo de Runge-Kutta de quarta ordem, obtendo-se os perfis de potencial. Os resultados mostraram que a estimativa da densidade de carga el etrica na superfıcie de c elulas usando a equac ao cl assica de Helmholtz-Smoluchowski conduz a valores que nao conseguem refletir as forcas que regem o comportamento eletrofor etico das mesmas. O presente modelo gerou valores de potenciais superficiais e perfis de potencial para a membrana do eritr ocito bem distintos daqueles obtidos anteriormente para um modelo descrito por uma equac ao de Poisson-Boltzmann linear. Nossos resultados confirmam que a avaliac ao de parametros el etricos superficiais da membrana de eritr ocito, envolvendo dados oriundos de eletroforese, deve incluir c alculos hidrodin amicos al em de eletroest aticos, como sugerido por Hsu et al. [57].

Part I. Synchronization of the cell division cycle of HeLa cells in suspension cultures. Part II. Studies on chromosomal proteins of HeLa cells during the cell division cycle

Part I

These studies investigate the potential of single and double treatments with either 5-fluorodeoxyuridine of excess thymidine to induce cell division synchrony in suspension cultures of HeLa cells. The patterns of nucleic acid synthesis and cell proliferation have been analyzed in cultures thus synchronized. Several changes in cell population during long incubation with 5-fluorodeoxyuridine or excess thymidine are also described. These results are subjected to detailed evaluation in terms of the degree and quality of synchrony finally achieved.

Part II

Histones and non-histone proteins associated with interphase and metaphase chromosomes of HeLa cells have been qualitatively and quantitatively analyzed. Histones were fractionated by chromatography on Amberlite CG-50 and further characterized by analytical disc electrophoresis and amino acid analysis of each chromatographic fraction. It is concluded that histones of HeLa cells are comprised of only a small number of major components and that these components are homologous to those of other higher organisms. Of all the histones, arginine-rich histone III alone contains cysteine and can polymerize through formation of intermolecular disulfide bridges between histone III monomers.

A detailed comparison by chromatography and disc electrophoresis established that interphase and metaphase histones are made up of similar components. However, certain quantitative differences in proportions of different histones of interphase and metaphase cells are reported. Indirect evidence indicates that a certain proportion of metaphase histone III is polymerized through intermolecular disulfide links, whereas interphase histone III occurs mainly in the monomeric form.

Metaphase chromosomes are associated with an additional acid-soluble protein fraction which is absent from interphase chromosomes. All of these additional acid-soluble proteins of metaphase chromosomes are shown to be non-histones and it is concluded that the histone/DNA ratio is identical in interphase and metaphase chromosomes. The bulk of acid-soluble non-histone proteins of metaphase chromosomes were found to be polymerized through disulfide bridges; corresponding interphase non-histone proteins displayed no evidence of similar polymerization.

The factors responsible for the condensed configuration and metabolic inactivity of metaphase chromosomes are discussed in light of these findings.

The relationship between histone and DNA synthesis in nondividing differentiated chicken erythrocyte cells and in rapidly dividing undifferentiated HeLa cells is also investigated. Of all the histones, only arginine-rich histones are synthesized in mature erythrocytes. Histone synthesis in HeLa cells was studied in both unsynchronized and synchronized cultures. In HeLa cells, only part of the synthesis of all histone fractions is dependent on concurrent DNA synthesis, whereas all histones are synthesized in varying degrees even in the absence of DNA synthesis.

Studies on rabbit reticulocyte ribosomes and polyribosomes and their relation to hemoglobin synthesis

This dissertation is divided into three parts.

The first section is concerned with protein synthesis in cellfree systems from reticulocytes. The sub-cellular reticulocyte fractions, reagents, etc. have been examined for the presence of traces of ribonuclease, using. an assay based upon the loss of infectivity of RNA fran bacteriophage MS2. This assay is sensitive to 5 x 10^-7 γ RNase/ml. In addition, the loss of synthetic capacity of an 80S ribosome on dissociation has been studied, and can be attributed to loss of messenger RNA when the monomer is separated into subunits. The presence of ribonuclease has been shown to be a major cause of polyribosome disintegration during cell-free protein synthesis.

The second section concerns the changes in ribosomes and polyribosomes which occur during the maturation of a reticulocyte into an erythrocyte. With increasing age, the cells lose a large proportion of the ribonucleoprotein, but the percentage of ribosomes present as polyribosomes is only slightly altered. The loss of hemoglobin synthesis on maturation is probably due to both the loss of total ribosomes and to the lessened specific activity of the polyribosomes.

The third section contains analytical ultracentrifugation data on 80S ribosomes, polyribosomes, and ribosomal RNA from reticulocytes. The 60s and 40s subunits, obtained by dissociation of the 80s particle with inorganic pyrophosphate, were also studied. The RNA from reticulocyte ribosomes has been examined under a variety of denaturing conditions, including dimethyl sulfoxide treatment, formaldehyde reaction and thermal denaturation. From these studies we can conclude that the 28S and 16S RNA's are single polynucleotide chains and are not made up of smaller RNA subunits hydrogen-bonded together.

Avaliação do estado nutricional de pacientes com doença inflamatória intestinal

A doença Inflamatória Intestinal (DII) é uma desordem caracterizada pela inflamação crônica do trato gastrointestinal. Os dois principais tipos de DII são a Retocolite Ulcerativa (RCU) e a Doença de Crohn (DC) e ambas cursam com importantes alterações no estado nutricional (EN). O objetivo deste estudo foi identificar as diferenças na composição corporal entre pacientes com DC, RCU e indivíduos saudáveis, além de comparar o estado nutricional dos três grupos de pacientes, ajustando para fatores que podem interferir no EN, como o uso atual de corticosteróides, a atividade física, a atividade de doença, a idade e o sexo. Foi realizado um estudo transversal que incluiu 101 pacientes com DII (50 com DC e 51 com RCU) e 35 indivíduos saudáveis, selecionados no Ambulatório do Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Foram colhidas informações sócio-demográficas e pessoais, tais como: prática de atividade física, tabagismo, doenças pregressas e procedimentos cirúrgicos prévios. Outras informações necessárias à pesquisa foram coletadas em prontuário médico. A avaliação antropométrica foi realizada por meio das seguintes medidas: peso corporal; altura; circunferências do braço, da cintura (CC) e do quadril; dobras cutâneas do tríceps, subescápula, supra-ilíaca e da coxa; e circunferência muscular do braço (CMB). A análise da composição corporal foi realizada por meio da bioimpedância elétrica (BIA), utilizando-se o aparelho Biodynamics modelo 450. As variáveis laboratoriais analisadas foram: glicose, hemograma completo, perfil lipídico, proteínas totais, albumina, globulina, velocidade de hemossedimentação e proteína C reativa. O peso, o índice de massa corporal, a CC e o percentual de gordura corporal calculado a partir da aferição das dobras cutâneas, foram menores nos pacientes com DC, quando comparados aos indivíduos saudáveis e/ou aos pacientes com RCU. A CMB foi menor nos pacientes com DC e RCU quando comparados aos indivíduos saudáveis, porém sem apresentar diferenças entre os dois grupos de pacientes. Por BIA, verificou-se que os pacientes com DC apresentaram valores de massa magra, massa celular corpórea, massa extracelular, água corporal total e água extracelular menores quando comparados aos indivíduos saudáveis. Os níveis séricos de colesterol total, proteínas totais e albumina, e a contagem total de hemácias foram menores nos indivíduos com DC quando comparados aos indivíduos do grupo controle e/ou aos indivíduos do grupo da RCU. Os pacientes com RCU exibem composição corporal semelhante à da população saudável. Em contraposição, os pacientes com DC apresentam EN amplamente comprometido com depleção de gordura corporal e massa magra em relação aos demais indivíduos

Ingestão de suco de uva tinto orgânico melhora a densidade capilar funcional e a hiperemia reativa pós-oclusiva em triatletas

A atividade física intensa está associada com as adaptações biológicas que envolvem a melhora da homeostase da glicose, da capacidade antioxidante e da microcirculação cutânea. A ingestão insuficiente de antioxidantes na dieta pode levar ao estresse oxidativo e disfunção endotelial que afetam a microcirculação. Suco de uva tinto orgânico, uma importante fonte de polifenóis, com reconhecida função antioxidante e, portanto, o seu consumo pode melhorar o estado antioxidante, e assim, o metabolismo da glicose e a função endotelial. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do consumo diário de suco de uva tinto orgânico, sobre a concentração plasmática de ácido úrico, atividade da superóxido dismutase eritrocitária (E-SOD), concentração sérica da insulina, glicemia e HOMA IR-2, além de suas relações com os parâmetros da microcirculação em triatletas. Participaram do estudo 10 triatletas do gênero masculino (28 15 anos). As amostras de sangue foram coletadas antes (basal) e após 20 dias de ingestão de suco de uva tinto orgânico (300mL/dia). Em relação ao valor basal, a insulina sérica (p = 0,02) e o ácido úrico (p = 0,04) aumentaram, enquanto a glicose plasmática (p <0,001) e a E-SOD diminuíram (p = 0,04) após os 20 dias de intervenção. Os parâmetros da microcirculação também foram influenciados pela ingestão de suco de uva tinto orgânico, foi observado redução no tempo necessário para o retorno dos eritrócitos à velocidade de basal após isquemia (TRBCmax) (p = 0,04), aumento da densidade capilar funcional (DCF, p = 0,003) e da velocidade dos eritrócitos após a isquemia (VELmax p <0,001). A redução da glicemia foi determinante direta do aumento da DCF (p = 0,04), enquanto níveis séricos de insulina (p = 0,04) e a redução na atividade da SOD-E (p = 0,04) foram negativamente associados com a redução do TRBCmax. Os resultados do presente estudo sugerem que a ingestão de suco de uva melhora a capacidade antioxidante, a homesostase glicêmica e a microcirculação de triatletas.

Composição corporal em pacientes com doença inflamatória intestinal: antropometria versus bioimpedância

A Doença Inflamatória Intestinal (DII) é uma desordem caracterizada pela inflamação difusa do trato gastrointestinal. Os dois principais tipos de DII são a Retocolite Ulcerativa (RCU) e a Doença de Crohn (DC) e ambas cursam com alterações no estado nutricional (EN). O objetivo deste estudo foi comparar a composição corporal, obtida por meio de diferentes métodos, em pacientes com DC e RCU em atendimento ambulatorial, avaliando possíveis diferenças nos grupos de doentes entre si e quando comparados a indivíduos saudáveis. Foi realizado um estudo transversal incluindo 101 pacientes com DII, sendo 50 com DC (GDC) e 51 com RCU (GRCU), além de 35 indivíduos saudáveis (GCON), selecionados no Ambulatório do Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Informações sócio-demográficas e pessoais, como prática de exercício físico, tabagismo, doenças pregressas e procedimentos cirúrgicos prévios foram coletadas. A avaliação antropométrica consistiu de: peso; altura; circunferências do braço, da cintura e do quadril; circunferência muscular do braço (CMB) e pregas cutâneas do tríceps, bíceps, peitoral, axilar, subescapular, suprailíaca, supraespinhal, abdominal, perna e coxa. O percentual de gordura corporal (% GC) foi estimado a partir de equações que utilizam o somatório de pregas cutâneas e por meio de bioimpedância elétrica (BIA). Para estimar o percentual de gordura subcutânea foi utilizado o somatório de dez dobras. As variáveis laboratoriais analisadas foram: hemograma completo, proteínas totais, albumina, globulina, velocidade de hemossedimentação e proteína C reativa. As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o software STATA versão 10.0. A classificação do EN, por meio do índice de massa corporal (IMC), evidenciou baixa prevalência de desnutrição nos três grupos avaliados. Ao analisar diretamente as medidas antropométricas de peso e IMC, observou-se que os pacientes com DC apresentaram valores significativamente menores do que os indivíduos do grupo controle. A avaliação da CMB mostrou que os pacientes do GDC e GRCU apresentaram depleção de massa magra em comparação aos indivíduos do GCON, porém sem apresentar diferenças entre os dois grupos de pacientes com DII. Em relação ao %GC obtido por BIA não foram verificadas diferenças entre os três grupos de estudo. Ao se verificar o %GC com a utilização das fórmulas de Peterson, Durnin & Womersley e Jackson & Pollock (que utiliza o somatório de três dobras) observou-se que os pacientes com DC apresentaram tecido adiposo significativamente depletado em relação aos indivíduos do GCON e do GRCU. Ao compararmos os %GC obtidos por diferentes métodos de estimativa, observou-se que as equações de Jackson & Pollock (que utilizam o somatório de três e sete dobras) apresentaram resultados significativamente menores quando comparados aos das equações de Peterson e Durnin & Womersley, nos dois grupos de pacientes. Os níveis séricos de proteínas totais e albumina, e a contagem total de hemácias foram menores nos indivíduos com DC quando comparados aos indivíduos do grupo controle e/ou aos indivíduos do grupo com RCU. Os pacientes com DC apresentaram comprometimento importante do EN em comparação aos pacientes com RCU e, notadamente, em relação aos indivíduos saudáveis.

Avaliação da fadiga em pacientes com artrite reumatoide e sua relação com qualidade de vida, capacidade funcional, sintomas de ansiedade e depressão e atividade de doença

Fadiga é um sintoma subjetivo de difícil definição. Extremamente comum em pacientes com Artrite Reumatoide. O objetivo deste estudo é estudar a fadiga numa amostra de pacientes brasileiros de dois hospitais de grande porte na cidade do Rio de Janeiro e analisar sua correlação com outras variáveis freqüentes da doença como a Qualidade de Vida, Capacidade Funcional, Ansiedade, Depressão e atividade inflamatória da doença.Um protocolo padrão foi prospectivamente aplicado a 371 pacientes como diagnóstico de AR de acordo com os critérios de classificação do American College of Rheumatology de 1987. Achados clínicos, demograficos e laboratoriais foram coletados.Os dados laboratoriais incluíram a velocidade de sedimentação das hemácias e dosagem da proteína C reativa. O número de juntas dolorosas foi obtido atraves do terceiro item do questionário de atividade inflamatória da doença DAS 28. Idade, gênero, índice de massa corporal, tempo de doença, qualidade de vida avaliada pelos domínios físico e mental do questionário Medical Outcomes Study Short-Form 36-item Health Survey (SF-36P e SF-36M), a capacidade funcional avaliada pelo Health Assessment Questionaire - Disability Index (HAQ DI). A ansiedade e a depressão foi mensurada pelo Hospital Anxiety and Depression Scale (HAD a/d). A fadiga foi avaliada pela utilização da subscalaprópria para mensuração das queixas de fadiga do questionário Fatigue Assessment of Chronic Illness Therapy (Facit FS). Foi aplicado o intervalo de confiança de 95% como medida de precisão. O valor médio de fadiga mensurado pelo Facit FS foi 39.88 8.64. O escore da fadiga correlacionou-se com capacidade funcional mensurada pelo HAQ DI (-0.507; p < 0.0000), a ansiedade e depressão mensurada pelo HAD a/d (-0.542 e -0.545; p < 0.0000 respectivamente) e com a qualidade de vida mensuradapor ambos domínios do SF-36, porém predominantemente com o seu domínio físico (SF-36P: 0.584; p < 0.0000 e 0.405; p < 0,05 respectivamente).Não encontramos associação com a velocidade de sedimentação das hemácias (-0.118; p < 0.05), da proteína C reativa (-0.089), da atividade de doença mensurada pelo DAS 28 (-0.250; p < 0.0000) ou com o número de juntas dolorosas (-0.135; p < 0.009). Nesta amostra de pacientes com Artrite reumatoide, sugerimos um novo significado para a fadiga, como um parâmetro independente, não relacionado a atividade inflamatória da doença ou ao número de juntas dolorosas. A fadiga mostrou-se associada principalmente a incapacidade funcional e a sintomas de ansiedade. Estudos adicionais e a adoção de métodos padronizados para seu monitoramento e manejo clínico são necessáriospara melhor compreensão da fadiga. A fadiga mostrou ser uma queixa importante em pelo menos 1/3 dos pacientes de AR da amostra.

Alterações eritrocitárias induzidas pelo exercício físico

Evidências crescentes têm demonstrado que o exercício prejudica a estrutura da membrana eritrocitária, como consequência do aumento do estresse físico e químico. O óxido nítrico (NO) derivado dos eritrócitos afeta a fluidez da membrana e a sua biodisponibilidade depende do equilíbrio entre a sua síntese e eliminação por espécies reativas de oxigênio. Nós investigamos se o exercício realizado em diferentes intensidades afetaria biodisponibilidade do NO eritrocitário e se levaria a um quadro de estresse oxidativo. Dez homens (26 4 anos, VO2pico 44,1 4,3 mL.kg-1.min-1) realizaram um teste cardiopulmonar máximo em esteira e um teste de exercício submáximo a 70% VO2pico durante 30 min. O sangue foi coletado em repouso e imediatamente após os exercícios para isolamento dos eritrócitos. O exercício máximo aumentou a contagem de eritrócitos, hemoglobina e hematócrito, sem levar a qualquer alteração na massa corporal que pudesse sugerir hemoconcentração devido a uma redução do volume plasmático. Observou-se uma diminuição do influxo de L-arginina depois do teste submáximo, mas não no teste máximo. No entanto, a atividade da óxido nítrico sintase, ou seja, a produção de NO, foi aumentada após o teste máximo. Os níveis de GMPc não se alteraram após ambos os teste de exercício. Em relação aos biomarcadores de estresse oxidativo, o exercício submáximo reduziu a oxidação proteica e aumentou a atividade da catalase e a expressão da glutationa peroxidase, enquanto que o exercício máximo levou a uma maior peroxidação lipídica e diminuição da atividade da SOD. Nem a atividade glutationa peroxidase ou a expressão NADPH oxidase foram afetadas pelo exercício. Estes resultados sugerem que o exercício induziu alterações no estresse oxidativo de eritrócitos, que parecem estar mais associadas com a intensidade do que a duração do execicio. Além disso, nas intensidades recomendadas para a promoção da saúde, o exercício mostrou ser protetor, aumentando a atividade e a expressão de enzimas antioxidantes importantes e reduzindo os danos oxidativos.

Aplicação da equação de Poisson-Boltzmann modificada em sistemas biológicos: análise da partição iônica em um eritrócito

Neste trabalho, a partição iônica e o potencial de membrana em um eritrócito são analisados via equação de Poisson-Boltzmann modificada, considerando as interações não eletrostáticas presentes entre os íons e macromoléculas, assim como, o potencial β. Este potencial é atribuído à diferença de potencial químico de referência entre os meios intracelular e extracelular e ao transporte ativo de íons. O potencial de Gibbs-Donnan via equação de Poisson-Boltzmann na presença de carga fixa em um sistema contendo uma membrana semipermeável também é estudado. O método de aproximação paraboloide em elementos finitos em um sistema estacionário e unidimensionalé aplicado para resolver a equação de Poisson-Boltzmann em coordenadas cartesianas e esféricas. O parâmetro de dispersão relativo às interações não eletrostáticas écalculado via teoria de Lifshitz. Os resultados em relação ao potencial de Gibbs-Donnan mostram-se adequados, podendo ser calculado pela equação de Poisson-Boltzmann. No sistema contendo um eritrócito, quando o potencial β é considerado igual a zero, não se verifica a diferença iônica observada experimentalmente entre os meios intracelular e extracelular. Dessa forma, os potenciais não eletrostáticos calculados via teoria de Lifshitz têm apenas uma pequena influência no que se refere à alta concentração de íon K+ no meio intracelular em relação ao íon Na+

Toxicity of copper sulphate on some haematological parameters of a freshwater teleost Cyprinus carpio var. communis

Haematological changes in a freshwater teleost, Cyprinus carpio var. communis, exposed to acute and sublethal toxicity of copper sulphate were studied. During the acute treatment, erythrocyte and leucocyte count, and haemoglobin content increased, whereas during the sublethal treatment, erythrocyte count and haemoglobin content decreased and leucocyte count increased.

Responses of Cyprinus carpio var. communis to Cyhalothrin, a pyrethroid insecticide

Haematological and biochemical profiles in a freshwater teleost, Cyprinus carpio var. communis, exposed to sub-lethal toxicity of the insecticide cyhalothrin were studied. During the treatment, erythrocyte count, haemoglobin content and protein content decreased, whereas leucocyte count and glucose level increased. The data are discussed in relation to the significance of haematological and biochemical changes as non-specific biomarkers against anthropogenic stress.

电镜分析非晶状体βγ晶状体蛋白与三叶因子蛋白复合物在人红细胞膜上的孔道形成效应

非晶状体βγ晶状体蛋白与三叶因子蛋白复合物(non-lens βγ-crystallin and trefoil factor complex,βγ-CAT)是一个从大蹼铃蟾(Bombina maxima)皮肤分泌物中分离的大然分子量为72kDa的全新的蛋白复合物.本研究测定了βγ-CAT处理红细胞后引起细胞内钾离子外流与溶血效应的时效曲线,结合扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析βγ-CAT处理红细胞引起的早期形态学变化.结果表明:βγ-CAT(3 nmol/L)37℃处理红细胞5 min,(93.31±5.89)%的细胞内钾离子迅速外流(P＜0.01),相心溶解率为(13.12±1.92)%(P＜0.05).电子显微镜观察发现红细胞形态发生明显变化,细胞体枳增加,肿胀.少数红细胞表面向外形成棘状异常突起,部分肿胀细胞内的血红蛋白通过棘状突起缺口向细胞外喷射血红蛋白.表明βγ-CAT通过在红细胞膜上形成孔道使细胞内钾离子迅速外流导致红细胞内渗透压改变而溶血.其结果为理解βγ-CAT的溶血机制提供了直接的形态学证据.

Production of triploid African catfish, Clarias gariepinus (Burchell), using chromosome manipulation techniques

An experiment was conducted to induce triploidy in African catfish, Clarias gariepinus, using heat shock and cold shock techniques. Cold shock at a temperature of 0± 1°C and 5±1°C for a duration of 15, 30, 45 and 60 min and heat shock at a temperature of 40±0.5°C and 41 ±OS C for a duration of 1, 2 and 3 min was given to induce triploidy 5 min after fertilization. Maximum percentage of triploids (91.4%) were obtained in the heat shock at a temperature of 40±0SC for a duration of 1 min whereas cold shock at 0± 1 C for a duration of 60 min yielded 90% of triploids. Chromosome analysis revealed that diploids have 54 chromosomes and triploids have 81 chromosomes. The erythrocyte measurements of the minor axis and major axis were 1.17 times larger in treated fish than in controls. The growth studies showed that the growth rate was not significantly affected in triploids.

Seasonal and sex related haematological variations of the freshwater spiny eel, Mastacembelus armatus reared in the cemented cisterns

The seasonal and sex related haematological vanatlons in the freshwater spiny eel Mastacembelus armatuswere studied during summer from April to June 2001 and winter from November 2001 to January 2002. In total 60 fish (30 males and 30 females) ranging from 30- 55.6 cm in total length and from 55-95.5 g in weight were collected from the culture stock maintained in the cemented cisterns. It was observed that the values of the total erythrocyte count (TEC), haemoglobin concentration (Hb ), haematocrit values, packed cell volume (PCV) and neutrophil count were significantly higher (P< 0.05) in males than the females during summer (April to June- on-set of breeding season). Females were observed to have remarkably higher values (P< 0.01) of erythrocyte sedimentation rate (ESR), total leucocyte count (TLC) and thrombocyte count during summer. On the other hand, insignificant variations in the various haematological parameters were noticed during winter (November to January) between the two sexes of M. armatus.

Novel cathelicidin-derived antimicrobial peptides from Equus asinus

In the present study, EA-CATH1 and EA-CATH2 were identified from a constructed lung cDNA library of donkey (Equus asinus) as members of cathelicidin-derived antimicrobial peptides, using a nested PCR-based cloning strategy. Composed of 25 and 26 residues, respectively, EA-CATH1 and EA-CATH2 are smaller than most other cathelicidins and have no sequence homology to other cathelicidins identified to date. Chemically synthesized EA-CATH1 exerted potent antimicrobial activity against most of the 32 strains of bacteria and fungi tested, especially the clinically isolated drug-resistant strains, and minimal inhibitory concentration values against Gram-positive bacteria were mostly in the range of 0.3-2.4 mu g center dot mL-1. EA-CATH1 showed an extraordinary serum stability and no haemolytic activity against human erythrocytes in a dose up to 20 mu g center dot mL-1. CD spectra showed that EA-CATH1 mainly adopts an alpha-helical conformation in a 50% trifluoroethanol/water solution, but a random coil in aqueous solution. Scanning electron microscope observations of Staphylococcus aureus (ATCC2592) treated with EA-CATH1 demonstrated that EA-CATH could cause rapid disruption of the bacterial membrane, and in turn lead to cell lysis. This might explain the much faster killing kinetics of EA-CATH1 than conventional antibiotics revealed by killing kinetics data. In the presence of CaCl2, EA-CATH1 exerted haemagglutination activity, which might potentiate an inhibition against the bacterial polyprotein interaction with the host erythrocyte surface, thereby possibly restricting bacterial colonization and spread.