Metabolism of tamoxifen by recombinant human cytochrome P450 enzymes: Formation of the 4-hydroxy, 4′-hydroxy andN-desmethyl metabolites and isomerization oftrans-4-hydroxytamoxifen

The cytochrome P450 (P450)-mediated biotransformation of tamoxifen is important in determining both the clearance of the drug and its conversion to the active metabolite, trans-4-hydroxytamoxifen. Biotransformation by P450 forms expressed extrahepatically, such as in the breast and endometrium, may be particularly important in determining tissue-specific effects of tamoxifen. Moreover, tamoxifen may serve as a useful probe drug to examine the regioselectivity of different forms. Tamoxifen metabolism was investigated in vitro using recombinant human P450s. Forms CYP1A1, 1A2, 1B1, 2A6, 2B6, 2C9, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5, and 3A7 were coexpressed in Escherichia coli with recombinant human NADPH-cytochrome P450 reductase. Bacterial membranes were harvested and incubated with tamoxifen or trans-4-hydroxytamoxifen under conditions supporting P450-mediated catalysis. CYP2D6 was the major catalyst of 4-hydroxylation at low tamoxifen concentrations (170 +/- 20 pmol/40 min/0.2 nmol P450 using 18 muM tamoxifen), but CYP2B6 showed significant activity at high substrate concentrations (28.1 +/- 0.8 and 3.1 +/- 0.5 nmol/120 min/0.2 nmol P450 for CYP2D6 and CYP2B6, respectively, using 250 muM tamoxifen). These two forms also catalyzed 4'-hydroxylation (13.0 +/- 1.9 and 1.4 +/- 0.1 nmol/120 min/0.2 nmol P450, respectively, for CYP2B6 and CYP2D6 at 250 muM tamoxifen; 0.51 +/- 0.08 pmol/40 min/0.2 nmol P450 for CYP2B6 at 18 muM tamoxifen). Tamoxifen N-demethylation was mediated by CYP2D6, 1A1, 1A2, and 3A4, at low substrate concentrations, with contributions by CYP1B1, 2C9, 2C19 and 3A5 at high concentrations. CYP1B1 was the principal catalyst of 4-hydroxytamoxifen trans-cis isomerization but CYP2B6 and CYP2C19 also contributed.

Protein film voltammetry of Rhodobacter capsulatus xanthine dehydrogenase

Xanthine dehydrogenase (XDH) from the bacterium Rhodobacter capsulatus catalyzes the hydroxylation of xanthine to uric acid with NAD(+) as the electron acceptor. R. capsulatus XDH forms an (alphabeta)(2) heterotetramer and is highly homologous to homodimeric eukaryotic XDHs. The crystal structures of bovine XDH and R. capsulatus XDH showed that the two proteins have highly similar folds; however, R. capsulatus XDH is at least 5 times more active than bovine XDH and, unlike mammalian XDH, does not undergo the conversion to the oxidase form. Here we demonstrate electrocatalytic activity of the recombinant enzyme, expressed in Escherichia coli, while immobilized on an edge plane pyrolytic graphite working electrode. Furthermore, we have determined all redox potentials of the four cofactors (Mo-VI/V, Mo-V/IV, FAD/FADH, FADH/FADH(2) and two distinct [2Fe-2S](2+/+) clusters) using a combination of potentiometric and voltammetric methods. A novel feature identified in catalytic voltammetry of XDH concerns the potential for the onset of catalysis (ca. 400 mV), which is at least 600 mV more positive than that of the highest potential cofactor. This unusual observation is explained on the basis of a pterin-associated oxidative switch during voltammetry that precedes catalysis.

Decreased coumarin 7-hydroxylase activities and CYP2A6 expression levels in humans caused by genetic polymorphism in CYP2A6 promoter region (CYP2A6*9)

One of seven poor metabolizers of coumarin found in Thai subjects was previously genotyped as heterozygote for the CYP2A6*4 (whole deletion) and CYP2A6*9. Thus, we aimed to investigate the relationship between the genetic polymorphism in the TATA box of the CYP2A6 gene (CYP2A6*9), expression levels of CYP2A6 mRNA and coumarin 7-hydroxylase activities in human livers. Levels of CYP2A6 mRNA were quantified by real-time quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction. The mean expression levels of CYP2A6 mRNA in individuals with CYP2A6*1/*4, CYP2A6*1/*9 and CYP2A6*4/*9 were 58%, 71% and 21% of the individuals genotyped as CYP2A6*1/*1, respectively. The mean in-vitro coumarin 7-hydroxylase activities in subjects carrying CYP2A6*1/*4, CYP2A6*1/*9 and CYP2A6*4/*9 were 41%, 71% and 12%, respectively, compared to those of the subjects judged as wild-type. Vmax values for coumarin 7-hydroxylation in the liver microsomes from human subjects with genotypes of CYP2A6*1/*1, CYP2A6*1/*4, CYP2A6*1/*9 and CYP2A6*4/*9 were 0.58, 0.26, 0.44 and 0.13 nmol/min/nmol total P450, respectively. CYP2A6 protein levels in human liver microsomes with the CYP2A6*4 and the CYP2A6*9 alleles were markedly decreased. These results suggest that the genetic polymorphism in the promoter region of the CYP2A6 gene (CYP2A6*9) reduced the expression levels of CYP2A6 mRNA and protein in human livers, resulting in the decrease of coumarin 7-hydroxylase activities. Individuals judged as CYP2A6*4/*9 were expected to be poor metabolizers, having extremely low activity of CYP2A6.

Efficient cyclohexane oxidation with hydrogen peroxide catalysed by a C-scorpionate iron(II) complex immobilized on desilicated MOR zeolite

The hydrotris(pyrazol-1-yl)methane iron(II) complex [FeCl2{eta(3)-HC(pz)(3)}] (Fe, pz = pyrazol-1-yl) immobilized on commercial (MOR) or desilicated (MOR-D) zeolite, catalyses the oxidation of cyclohexane with hydrogen peroxide to cyclohexanol and cyclohexanone, under mild conditions. MOR-D/Fe (desilicated zeolite supported [FeCl2{eta(3)-HC(pz)(3)}] complex) provides an outstanding catalytic activity (TON up to 2.90 x 10(3)) with the concomitant overall yield of 38%, and can be easy recovered and reused. The MOR or MOR-D supported hydrotris(pyrazol-1-yl)methane iron(II) complex (MOR/Fe and MOR-D/Fe, respectively) was characterized by X-ray powder diffraction, ICP-AES, and TEM studies as well as by IR spectroscopy and N-2 adsorption at -196 degrees C. The catalytic operational conditions (e.g., reaction time, type and amount of oxidant, presence of acid and type of solvent) were optimized. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Catalytic oxidation of cyclohexane with hydrogen peroxide and a tetracopper(II) complex in an ionic liquid

The catalytic peroxidative oxidation (with H2O2) of cyclohexane in an ionic liquid (IL) using the tetracopper(II) complex [(CuL)2(μ4-O,O′,O′′,O′′′-CDC)]2·2H2O [HL = 2-(2-pyridylmethyleneamino)benzenesulfonic acid, CDC = cyclohexane-1,4-dicarboxylate] as a catalyst is reported. Significant improvements on the catalytic performance, in terms of product yield (up to 36%), TON (up to 529), reaction time, selectivity towards cyclohexanone and easy recycling (negligible loss in activity after three consecutive runs), are observed using 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate as the chosen IL instead of a molecular organic solvent including the commonly used acetonitrile. The catalytic behaviors in the IL and in different molecular solvents are discussed.

Y Trinuclear Cu-II structural isomers coordination, magnetism, electrochemistry and catalytic activity towards the oxidation of alkanes

The reaction of the Schiff base (3,5-di-tert-butyl-2-hydroxybenzylidene)-2-hydroxybenzohydrazide (H3L) with copper(II) nitrate, acetate or metaborate has led to the isomeric complexes [Cu-3(L)(2)(MeOH)(4)] (1), [Cu-3(L)(2)(MeOH)(2)]2MeOH (2) and [Cu-3(L)(2)(MeOH)(4)] (3), respectively, in which the ligand L exhibits dianionic (HL2-, in 1) or trianionic (L3-, in 2 and 3) pentadentate 1O,O,N:2N,O chelation modes. Complexes 1-3 were characterized by elemental analysis, IR spectroscopy, single-crystal X-ray crystallography, electrochemical methods and variable-temperature magnetic susceptibility measurements, which indicated that the intratrimer antiferromagnetic coupling is strong in the three complexes and that there exists very weak ferromagnetic intermolecular interactions in 1 but weak antiferromagnetic intermolecular interactions in both 2 and 3. Electrochemical experiments showed that in complexes 1-3 the Cu-II ions can be reduced, in distinct steps, to Cu-I and Cu-0. All the complexes act as efficient catalyst precursors under mild conditions for the peroxidative oxidation of cyclohexane to cyclohexyl hydroperoxide, cyclohexanol and cyclohexanone, leading to overall yields (based on the alkane) of up to 31% (TON = 1.55x10(3)) after 6 h in the presence of pyrazinecarboxylic acid.

A biomimetic sensor for monitoring oxidative stress biomarker in point-of-care

1st ASPIC International Congress

Nitrite reduction by xanthine oxidase family enzymes: a new class of nitrite reductases

J Biol Inorg Chem (2011) 16:443–460 DOI 10.1007/s00775-010-0741-z

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Update of the BIPM comparison BIPM.RI(II)-K1.Cs-134 of activity measurements of the radionuclide 134Cs to include the 2008 results of the BEV (Austria), the 2009 result of the IRA (Switzerland) and the 2010 results of the NMISA (South Africa)

Purine nucleotide pyrophosphotransferase was purified to apparent homogeneity from a culture filtrate of Streptomyces morookaensis. It is a monomeric protein with a molecular weight of 24 000-25 000, and its isoelectric point is 6.9. The enzyme synthesizes purine nucleoside 5'-phosphate (mono, di, or tri) 3'-diphosphates such as pppApp, ppApp, pApp, pppGpp, ppGpp and pppIpp by transferring a pyrophosphoryl group from the 5'-position of ATP, dATP and ppApp to the 3'-position of purine nucleotides. The purified enzyme catalysed the formation of 435 mumol of pppApp and 620 mumol of pppGpp from ATP and GTP per min mg protein under the standard conditions. The enzyme requires absolutely a divalent cation for activity, and optimum pH for the enzyme activity lay above 10 for Mg2+, for Co2+ and Zn2+ from 9 to 9.5, and for Fe2+ from 7.5 to 8. The following Michaelis constants were determined: AMP, 2.78 mM; ADP, 3.23 mM; GMP, 0.89 mM; GDP, 0.46 mM and GTP, 1.54 mM, in the case of ATP donor. The enzyme is inhibited by guanine, guanosine, dGDP, dGTP, N-bromosuccinimide, iodacetate, sodium borate and mercuric acetate.

Phase I and phase II xenobiotic reactions and metabolism of the food-borne carcinogen 2-amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline in aggregating liver cell cultures.

Aggregating fetal liver cell cultures were tested for their ability to metabolize xenobiotics using ethoxycoumarin-O-deethylase (ECOD), as marker of phase I metabolism, and glutathione S-transferase (GST), as marker for phase II reactions. Significant basal activities, stable over 14 days in culture were measured for both ECOD and GST activities. The prototype cytochrome P450 inducers, 3-methylcholanthrene (3-MC) and phenobarbital (PB), increased ECOD and GST activities reaching an optimum 7 days after culturing, followed by a decline in activity. This decline was partially prevented by 1% dimethyl sulfoxide (DMSO) added chronically to the culture medium. DMSO was also found to induce ECOD activity and to a lesser extent GST activity. Furthermore, it potentiated in a dose-dependent manner the induction of ECOD by PB. The food-borne carcinogen 2-amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (MeIQx) is metabolically transformed through a number of pathways in vivo. It was therefore used to examine the metabolic capacity in fetal and adult liver cell aggregates. Metabolism of MeIQx was mainly through N2-conjugation, resulting in formation of the N2-glucuronide and sulfamate conjugates for non-induced fetal liver cells. These metabolites were also found in large amounts in non-induced adult liver cells. Low levels of cytochrome P450-mediated ring-hydroxylated metabolites were detected in both non-induced fetal and adult liver cells. After induction with arochlor (PCB) or 3-MC, the major pathway was ring-hydroxylation (cytochrome P450 dependent), followed by conjugation to beta-glucuronic or sulfuric acid. The presence of the glucuronide conjugate of N-hydroxy-MeIQx, a mutagenic metabolite, suggested an induction of P450 CYP1A2. The metabolism of MeIQx by liver cell aggregates is very similar to that observed in vivo and suggests that aggregating liver cell cultures are a useful model for in vitro metabolic studies in toxicology.

Registre isotòpic d'alquenones i lípids terrestres en sediment marí: una reconstrucció paleoclimàtica a l'oceà Índic

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Institute of mineralogy and geochemistry de la University of Lausanne, Suïssa, entre 2007 i 2009. Durant l’última dècada, la comunitat científica ha reconegut que les zones tropicals juguen un paper clau en els processos dinàmics que controlen el canvi climàtic global, probablement com a desencadenant dels canvis succeïts en altes latituds. A més a més, els sediments dels oceans tropicals, en trobar-se fora de l’impacte directe de les plaques de gel continentals creades durant les glaciacions, proporcionen un registre continu de les variacions climàtiques del planeta. Malgrat tot, encara hi ha moltes incògnites sobre el paper específic de les zones tropicals, especialment pel que fa a les variacions brusques suborbitals, degut als pocs registres d’alta resolució estudiats en aquestes àrees que abastin varis cicles glacial/interglacial. Per tal d’ajudar a clarificar el paper de les zones tropicals de l’hemisferi sud en el control del clima a escala mil•lenària s’ha estudiat la distribució i la composició isotòpica de biomarcadors moleculars marins i terrestres, a baixa resolució, en el testimoni MD98-2165 (9º39’S, 118º20’E, 2100 m de profunditat d’aigua, 42.3 m de llarg) està situat al sud-oest d’Indonèsia, on s’enregistren les temperatures superficials del mar més elevades del planeta i una elevada activitat convectiva, que té una influència en la distribució de la humitat atmosfèrica en una extensa superfície de la Terra. Les distribucions observades de biomarcadors terrígens (C23-C33 n-alcans i C20-C32 n-alcan-1-ols) són típiques del lipids de plantes superiors que arriben a l’oceà principalment per via eòlica. L’alcà de 31 àtoms de carboni i els alcohols de 28 o 32 àtoms de carboni són els homòlegs més abundants en ambdós testimonis. Cal destacar l’alcohol C32 com a homòleg principal durant les èpoques glacials, tot suggerint una expansió de les plantes tropicals C4 associada a unes condicions més àrides. La procedència d’aquests lipids queda corroborada mitjançant la seva composició isotòpica de carboni, que ens permet diferenciar la ruta fotosintètica emprada i per tant, entre el tipus de plantes.

Cell Therapy Assistance in Reconstructive Surgery for Musculoskeletal Tissues Following Burn and Trauma: Swiss Cellular Transplantation Platform

The sterol compositions of three oceanic jellyfish have been determined using gas chromatographic mass spectrometric techniques involving the use of two separate gas chromatographic column systems. The components in overlapping peaks have been identified by comparison of the mass spectra of peaks in the two column systems using subtractive techniques. A mid-water animal, Periphylla periphylla, was found to contain a very complex and unusual sterol profile including rare 5alpha-stanols, whereas two other oceanic jellyfish Pelagia noctiluca and Atolla wyvillei contained similar mixtures of delta5 sterols to those previously isolated from coastal species.

Mutations in FKBP10 cause recessive osteogenesis imperfecta and Bruck syndrome.

Osteogenesis imperfecta (OI) is a genetic disorder of connective tissue characterized by bone fragility and alteration in synthesis and posttranslational modification of type I collagen. Autosomal dominant OI is caused by mutations in the genes (COL1A1 or COL1A2) encoding the chains of type I collagen. Bruck syndrome is a recessive disorder featuring congenital contractures in addition to bone fragility; Bruck syndrome type 2 is caused by mutations in PLOD2 encoding collagen lysyl hydroxylase, whereas Bruck syndrome type 1 has been mapped to chromosome 17, with evidence suggesting region 17p12, but the gene has remained elusive so far. Recently, the molecular spectrum of OI has been expanded with the description of the basis of a unique posttranslational modification of type I procollagen, that is, 3-prolyl-hydroxylation. Three proteins, cartilage-associated protein (CRTAP), prolyl-3-hydroxylase-1 (P3H1, encoded by the LEPRE1 gene), and the prolyl cis-trans isomerase cyclophilin-B (PPIB), form a complex that is required for fibrillar collagen 3-prolyl-hydroxylation, and mutations in each gene have been shown to cause recessive forms of OI. Since then, an additional putative collagen chaperone complex, composed of FKBP10 (also known as FKBP65) and SERPINH1 (also known as HSP47), also has been shown to be mutated in recessive OI. Here we describe five families with OI-like bone fragility in association with congenital contractures who all had FKBP10 mutations. Therefore, we conclude that FKBP10 mutations are a cause of recessive osteogenesis imperfecta and Bruck syndrome, possibly Bruck syndrome Type 1 since the location on chromosome 17 has not been definitely localized.

Phenotypic and molecular characterization of Bruck syndrome (Osteogenesis imperfecta with contractures of the large joints) caused by a recessive mutation in PLOD2

Le Syndrome de Bruck (Bruck Syndrome; BS) est une maladie autosomique récessive assemblant la combinaison inhabituelle de fragilité osseuse semblable à celle de l'Ostéogenèse Imparfaite (0I) avec des contractures congénitales tendineuses et cutanées des grandes articulations («ptérygia»). Les cas décrits jusqu'à ce jour mettent en évidence une grande hétérogénéité du tableau clinique, liée en partie au manque d'un diagnostic biochimique ou moléculaire. Nous savons que dans le BS les gènes codant pour le collagène 1 ne sont pas mutés, mais savons néanmoins, grâce à l'étude du collagène extrait de biopsies osseuses, qu'il y a un déficit d'hydroxylation des résidus de lysine dans les télopeptides du collagène 1 qui servent à la formation des liens intermoléculaires (crosslinks) et donc à la stabilisation des fibres de collagène. Un locus génétique du BS à été mappé sur 17q12, mais le gène responsable sur ce locus reste inconnu; plus récemment, deux mutations dans le gène de la lysyl hydroxylase 2 (PLOD2, position chromosomique 3q23-q24) ont été identifiées, démontrant l'hétérogénéité génétique du ES. La proportion de ES liée à 17p22 (BS type 1) et celle liée à une mutation dans PLOD2 (BS type 2) est encore incertaine et nous manquons de données sur la corrélation phenotype-génotype. Nous avons étudié le cas d'un garçon avec des contractures et des ptérygia dès la naissance, combinées à une ostéopénie sévère de type OI menant à des fractures multiples. Ses urines contenaient une quantité élevée d'hydroxyproline, indiquant un remaniement important du tissu osseux, mais peu de produits de dégradation des crosslinks du collagène, indiquant donc une réduction de la proportion de crosslinks dans le collagène in vivo. Nous avons pu démontrer chez lui la présence d'une nouvelle mutation homozygote dans le gène PLOD2 menant à une substitution Arg598His; les deux parents du sujet étaient hétérozygotes pour la mutation et celle-ci était absente dans notre population témoin. La mutation est adjacente aux deux mutations rapportées précédemment (Gly601Val et Thr608Ile), ce qui suggère la présence d'un ''hotspot'' mutationnel mais aussi d'une région de grande importance fonctionnelle sur PLOD2 : cette observation est importante pour la création d'inhibiteurs de PLOD2, recherchés en ce moment pour le traitement de la fibrose. La combinaison de ptérygia et de fragilité osseuse, comme illustrée par notre patient est apparemment contradictoire et donc difficilement explicable mais indique que l'hydroxylation des résidus lysyl des télopeptides est importante non seulement pour la stabilité osseuse mais aussi dans la morphogénèse et la formation des articulations dans la période prénatale. Finalement, la mesure des produits de dégradation du collagène dans l'urine et l'analyse de mutation de PLOD2 permet le diagnostic du syndrome de Bruck et permet de le différencier de l'Osteogénèse Imparfaite. -- Bruck syndrome (BS) is a recessively-inherited phenotypic disorder featuring the unusual combination of skeletal changes resembling osteogenesis imperfecta (0I) with congenital contractures of the large joints. Clinical heterogeneity is apparent in cases reported thus far. While the genes coding for collagen 1 chains are unaffected in BS, there is biochemical evidence for a defect in the hydroxylation of lysine residues in collagen 1 telopeptides. One BS locus has been mapped at 17p12, but more recently, two mutations in the lysyl hydroxylase 2 gene (PLOD2, 3q23-q24) have been identified in BS, showing genetic heterogeneity. The proportion of BS cases linked to 17p22 (BS type 1) or caused by mutations in PLOD2 (BS type 2) is still uncertain, and phenotypic correlations are lacking. We report on a boy who had congenital contractures with pterygia at birth and severe 0I-like osteopenia and multiple frac-tures. His urine contained high amounts of hydroxyproline but low amounts of collagen crosslinks degradation products; and he was shown to be homozygous for a novel mutation leading to an Arg598His substitution in PLOD2. The mutation is adjacent to the two mutations previously reported (Gly601Val and Thr608Ile), suggesting a functionally important hotspot in PLOD2. The combination of pterygia with bone fragility, as illustrated by this case, is difficult to explain; it suggests that telopeptide lysyl hydroxylation must be involved in prenatal joint formation and morphogenesis. Collagen degradation products in urine and mutation analysis ofPLOD2 maybe used to diagnose BS and differentiate it from M.