Investigation of the Time Dependent Influence of Extracellular Osmotic Stress on Protein Turnover in Skeletal Muscle Cells

Acute alterations in cell volume can substantively modulate subsequent metabolism of substrates. However, how such alterations in skeletal muscle modulate protein metabolism is limited. The purpose of this study was to determine the time dependent influence of extracellular osmotic stress on protein turnover in skeletal muscle cells. L6 cells were incubated in hyperosmotic (HYPER; 425.3 ± 1.8mmol/kg), hypo-osmotic (HYPO; 235.4 ± 1.0mmol/kg) or control (CON; 333.5 ± 1.4mmol/kg) media for 4, 8, 12, or 24hrs. During the final 4hrs, incorporation of L-[ring-3,5-3H]-tyrosine was measured to estimate protein synthesis. Western blotting measured markers of protein synthesis and degradation. No differences were observed in any outcomes except p70S6K phosphorylation whereby HYPO was lower (p<0.05) than CON and HYPER; which remained similar except for a large increase at 8hrs for HYPER. These findings suggest that regardless of duration, extracellular osmotic stress does not significantly affect protein metabolism in L6 cells.

INFLUENCE OF INCREASED EXTRACELLULAR LEUCINE ON THE PROTEIN METABOLIC RESPONSES DURING OSMOTIC STRESS IN SKELETAL MUSCLE

The purpose of this study was to examine the effects of increased extracellular leucine concentration on protein metabolism in skeletal muscle cells when exposed to 3 different osmotic stresses. L6 skeletal muscle cells were incubated in either a normal or supplemental leucine (1.5mM) medium set to hypo-osmotic (230 ± 10 Osm), iso-osmotic (330 ± 10 Osm) or hyper-osmotic (440 ± 10 Osm) conditions. 3H-tyrosine was used to quantify protein synthesis. Western blotting analysis was performed to determine the activation of mTOR, p70S6k, ubiquitin, actin, and μ-calpain. Hypo-osmotic stress resulted in the greatest increase in protein synthesis rate under the normal-leucine condition while iso-osmotic stress has the greatest increase under the elevated-leucine condition. Elevated-leucine condition had a decreased rate in protein degradation over the normal condition within the ubiquitin proteasome pathway (p<0.05). Leucine and hypo-osmotic stress therefore creates a favourable environment for anabolic events to occur.

Semisynthetic aminoglycoside antibiotics : toward biomimetic synthesis, evasion of bacterial resistance and reduced toxicity

Les antibiotiques aminoglycosidiques sont des agents bactéricides de grande valeur et d’efficacité à large spectre contre les pathogènes Gram-positifs et Gram-négatifs, dont plusieurs membres naturels et semisynthétiques sont importants dans l’histoire clinique depuis 1950. Des travaux crystallographiques sur le ribosome, récompensés par le prix Nobel, ont démontré comment leurs diverses structures polyaminées sont adaptées pour cibler une hélice d’ARN dans le centre de codage de la sous-unité 30S du ribosome bactérien. Leur interférence avec l’affinité et la cinétique des étapes de sélection et vérification des tARN induit la synthèse de protéines à basse fidélité, et l’inhibition de la translocation, établissant un cercle vicieux d’accumulation d’antibiotique et de stress sur la membrane. En réponse à ces pressions, les pathogènes bactériens ont évolué et disséminé une panoplie de mécanismes de résistance enzymatiques et d’expulsion : tels que les N acétyltransférases, les O phosphotransférases et les O nucleotidyltransférases qui ciblent les groupements hydroxyle et amino sur le coeur des aminoglycosides; des méthyl-transférases, qui ciblent le site de liaison ribosomale; et des pompes d’expulsion actives pour l’élimination sélective des aminoglycosides, qui sont utilisés par les souches Gram-négatives. Les pathogènes les plus problématiques, qui présentent aujourd’hui une forte résilience envers la majorité des classes d’antibiotiques sur le bord de la pan-résistance ont été nommés des bactéries ESKAPE, une mnémonique pour Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa et Enterobacteriaceae. La distribution globale des souches avec des mécanismes de résistance envers les standards cliniques aminoglycosides, tels que la tobramycine, l’amikacine et la gentamicine, est comprise entre 20 et 60% des isolées cliniques. Ainsi, les aminoglycosides du type 4,6-disubstitués-2-deoxystreptamine sont inadéquats comme thérapies anti-infectieuses à large spectre. Cependant, la famille des aminoglycosides 4,5-disubstitués, incluant la butirosine, la neomycine et la paromomycine, dont la structure plus complexe, pourrait constituter une alternative. Des collègues dans le groupe Hanessian et collaborateurs d’Achaogen Inc. ont démontré que certains analogues de la paraomomycine et neomycine, modifiés par désoxygénation sur les positions 3’ et 4’, et par substitution avec la chaîne N1-α-hydroxy-γ-aminobutyramide (HABA) provenant de la butirosine, pourrait produire des antibiotiques très prometteurs. Le Chapitre 4 de cette dissertation présente la conception et le développement d’une stratégie semi-synthétique pour produire des nouveaux aminoglycosides améliorés du type 4,5 disubstitués, inspiré par des modifications biosynthétiques de la sisomicine, qui frustrent les mécanismes de résistance bactérienne distribuées globalement. Cette voie de synthèse dépend d’une réaction d’hydrogénolyse de type Tsuji catalysée par palladium, d’abord développée sur des modèles monosaccharides puis subséquemment appliquée pour générer un ensemble d’aminoglycosides hybrides entre la neomycine et la sisomicine. Les études structure-activité des divers analogues de cette nouvelle classe ont été évaluées sur une gamme de 26 souches bactériennes exprimant des mécanismes de résistance enzymatique et d’expulsion qui englobe l’ensemble des pathogènes ESKAPE. Deux des antibiotiques hybrides ont une couverture antibacterienne excellente, et cette étude a mis en évidence des candidats prometteurs pour le développement préclinique. La thérapie avec les antibiotiques aminoglycosidiques est toujours associée à une probabilité de complications néphrotoxiques. Le potentiel de toxicité de chaque aminoglycoside peut être largement corrélé avec le nombre de groupements amino et de désoxygénations. Une hypothèse de longue date dans le domaine indique que les interactions principales sont effectuées par des sels des groupements ammonium, donc l’ajustement des paramètres de pKa pourrait provoquer une dissociation plus rapide avec leurs cibles, une clairance plus efficace et globalement des analogues moins néphrotoxiques. Le Chapitre 5 de cette dissertation présente la conception et la synthèse asymétrique de chaînes N1 HABA β substitutées par mono- et bis-fluoration. Des chaînes qui possèdent des γ-N pKa dans l’intervalle entre 10 et 7.5 ont été appliquées sur une neomycine tétra-désoxygénée pour produire des antibiotiques avancés. Malgré la réduction considérable du γ N pKa, le large spectre bactéricide n’a pas été significativement affecté pour les analogues fluorés isosteriques. De plus, des études structure-toxicité évaluées avec une analyse d’apoptose propriétaire d’Achaogen ont démontré que la nouvelle chaîne β,β difluoro-N1-HABA est moins nocive sur un modèle de cellules de rein humain HK2 et elle est prometteuse pour le développement d’antibiotiques du type neomycine avec des propriétés thérapeutiques améliorées. Le chapitre final de cette dissertation présente la proposition et validation d’une synthèse biomimétique par assemblage spontané du aminoglycoside 66-40C, un dimère C2 symétrique bis-imine macrocyclique à 16 membres. La structure proposée du macrocycle a été affinée par spectroscopie nucléaire à un système trans,trans-bis-azadiène anti-parallèle. Des calculs indiquent que l’effet anomérique de la liaison α glycosidique entre les anneaux A et B fournit la pré-organisation pour le monomère 6’ aldéhydo sisomicine et favorise le produit macrocyclique observé. L’assemblage spontané dans l’eau a été étudié par la dimérisation de trois divers analogues et par des expériences d’entre croisement qui ont démontré la généralité et la stabilité du motif macrocyclique de l'aminoglycoside 66-40C.

Impact d’un épisode asphyxique périnatal associé à des convulsions sur le développement des interneurones corticaux : rôle de l’adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK)

L’encéphalopathie hypoxique-­‐ischémique cause des milliers de victimes à travers le monde chaque année. Les enfants survivants à un épisode hypoxique-­‐ischémique sont à risque de développer des problèmes neurologiques incapacitants comme une paralysie cérébrale, un retard mental, une épilepsie ou des troubles d’ordre comportemental. Les modèles animaux ont amélioré nos connaissances sur les mécanismes sous-­‐jacents aux dommages cérébraux, mais elles sont encore trop incomplètes pour être capables de prévenir les problèmes neurologiques. Ce projet vise à comprendre l’impact d’un épisode asphyxique périnatale associé à des convulsions ainsi que l’activation de l’adenosine monophosphate-­‐activated protein kinase (AMPK) sur les circuits GABAergiques inhibiteurs en développement chez la souris. Dans le but d’investiguer le sort des neurones inhibiteurs, appelés interneurones, suite à un épisode asphyxique périnatal associé à des convulsions avec des animaux transgéniques, nous avons pris avantage d’un nouveau modèle d’hypoxie permettant d’induire des convulsions chez la souris. Deux populations d’interneurones représentant ensemble environ 60% de tous les interneurones corticaux ont été étudiées, soit les cellules exprimant la parvalbumine (PV) et les cellules exprimant la somatostatine (SOM). L’étude stéréologique n’a montré aucune mort neuronale de ces deux populations d’interneurones dans l’hippocampe chez les souris hypoxique d’âge adulte. Par contre, le cortex des souris hypoxiques présentait des zones complètement ou fortement dépourvues de cellules PV alors que les cellules SOM n’étaient pas affectées. L’utilisation d’une lignée de souris transgénique exprimant une protéine verte fluorescente (GFP) dans les cellules PV nous a permis de comprendre que les trous PV sont le reflet de deux choses : 1) une diminution des cellules PV et 2) une immaturité des cellules PV restantes. Puisque les cellules PV sont spécifiquement affectées dans la première partie de notre étude, nous avons voulu étudier les mécanismes moléculaires sous-­‐jacents à cette vulnérabilité. L’AMPK est un senseur d’énergie qui orchestre le rétablissement des i niveaux d’énergie cellulaire dans le cas d’une déplétion énergétique en modulant des voies de signalisation impliquant la synthèse de protéines et l’excitabilité membranaire. Il est possible que l’activation d’AMPK suite à un épisode asphyxique périnatal associé à des convulsions soit néfaste à long-­‐terme pour le circuit GABAergique en développement et modifie l’établissement de l’innervation périsomatique d’une cellule PV sur les cellules pyramidales. Nous avons étudié cette hypothèse dans un modèle de culture organotypique en surexprimant la forme wild-­‐type (WT) de la sous-­‐unité α2 d’AMPK, ainsi qu’une forme mutée dominante négative (DN), dans des cellules PV individuelles. Nous avons montré que pendant la phase de formation synaptique (jours post-­‐natals équivalents EP 10-­‐18), la surexpression de la forme WT désorganise la stabilisation des synapses. De plus, l’abolition de l’activité d’AMPK semble augmenter le nombre de synapses périsomatiques faits par la cellule PV sur les cellules pyramidales pendant la phase de formation et semble avoir l’effet inverse pendant la phase de maturation (EP 16-­‐24). La neurotransmission GABAergique joue plusieurs rôles dans le cerveau, depuis la naissance jusqu’à l’âge adulte des interneurones, et une dysfonction des interneurones a été associée à plusieurs troubles neurologiques, comme la schizophrénie, l’autisme et l’épilepsie. La maturation des circuits GABAergiques se fait majoritairement pendant la période post-­‐natale et est hautement dépendante de l’activité neuronale et de l’expérience sensorielle. Nos résultats révèlent que le lourd fardeau en demande énergétique d’un épisode asphyxique périnatal peut causer une mort neuronale sélective des cellules PV et compromettre l’intégrité de leur maturation. Un des mécanismes sous-­‐ jacents possible à cette immaturité des cellules PV suite à l’épisode hypoxique est l’activation d’AMPK, en désorganisant leur profil d’innervation sur les cellules pyramidales. Nous pensons que ces changements dans le réseau GABAergique pourrait contribuer aux problèmes neurologiques associés à une insulte hypoxique.

Early growth response protein 1 (Egr-1) expression by Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) involves MAPKs and PKB pathways

Un remodelage vasculaire anormal est à la base de la pathogenèse des maladies cardio-vasculaires (MCV) telles que l’athérosclérose et l’hypertension. Des dysfonctionnements au niveau de la migration, l’hypertrophie et la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sont des évènements cellulaires qui jouent un rôle primordial dans le remodelage vasculaire. L’insulin-like growth factor 1 (IGF-1), puissant facteur mitogène, contribue au développement des MCV, notamment via l’activation des protéines MAPK et PI3-K/PKB, composantes clés impliquées dans les voies de croissance cellulaire. Ces molécules sont également impliquées dans la modulation de l’expression de nombreux facteurs de transcription, incluant le facteur Egr-1. Egr-1 est régulé à la hausse dans différents types de maladies vasculaires impliquant les voies de signalisation de croissance et de stress oxydant qui par ailleurs peuvent être déclenchées par l’IGF-1. Cependant, la question d’une possible modulation de l’expression d’Egr-1 dans les CMLV demeure inabordée; plus spécifiquement, la caractérisation de la voie de signalisation reliant l’action d’IGF-1 à l’expression d’Egr-1 reste à établir. Dans cette optique, l’objectif de cette étude a été d’examiner l’implication de MAPK, PKB et des dérivés réactifs de l’oxygène (DRO) dans l’expression d’Egr-1 induite par l’IGF-1 dans les CMLV. L’IGF-1 a induit une augmentation marquée du niveau protéique de l’Egr-1 en fonction du temps et de la concentration utilisés. Cette augmentation a été inhibée en fonction des doses d’agents pharmacologiques qui ciblent les voies de signalisation de MAPK, PKB et DRO. De plus, l’expression du facteur de transcription, Egr-1, en réponse de l’IGF-1, a été atténuée suite à un blocage pharmacologique des processus cellulaires responsables de la synthèse d’ARN et de synthèse protéique. Pour conclure, on a démontré que l’IGF-1 stimule l’expression d’Egr-1 via les voies de signalisation, impliquant ERK1/2/JNK, PI3K/PKB. On a également proposé que les DRO jouent un rôle important dans ce processus. Dans l’ensemble, nous avons suggéré un nouveau mécanisme par lequel l’IGF-1 promeut la prolifération et l’hypertrophie cellulaire, processus à la base des anomalies vasculaires.

Myocyte remodeling in response to hypertrophic stimuli requires nucleocytoplasmic shuttling of muscle LIM protein

CSRP3 or muscle LIM protein (MLP) is a nucleocytoplasmic shuttling protein and a mechanosensor in cardiac myocytes. MLP regulation and function was studied in cultured neonatal rat myocytes treated with pharmacological or mechanical stimuli. Either verapamil or BDM decreased nuclear MLP while phenylephrine and cyclic strain increased it. These results suggest that myocyte contractility regulates MLP subcellular localization. When RNA polymerase II was inhibited with alpha-amanitin, nuclear MLP was reduced by 30%. However, when both RNA polymerase I and II were inhibited with actinomycin D, there was a 90% decrease in nuclear MLP suggesting that its nuclear translocation is regulated by both nuclear and nucleolar transcriptional activity. Using cell permeable synthetic peptides containing the putative nuclear localization signal (NLS) of MLP, nuclear import of the protein in cultured rat neonatal myocytes was inhibited. The NLS of MLP also localizes to the nucleolus. Inhibition of nuclear translocation prevented the increased protein accumulation in response to phenylephrine. Furthermore, cyclic strain of myocytes after prior NLS treatment to remove nuclear MLP resulted in disarrayed sarcomeres. Increased protein synthesis and brain natriuretic peptide expression were also prevented suggesting that MLP is required for remodeling of the myo filaments and gene expression. These findings suggest that nucleocytoplasmic shuttling MLP plays an important role in the regulation of the myocyte remodeling and hypertrophy and is required for adaptation to hypertrophic stimuli. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Comparison of heat-treated rapeseed expeller and solvent-extracted soya-bean meal as protein supplements for dairy cows given grass silage-based diets

Sixteen early to mid lactation Finnish Ayrshire dairy cows were used in a cyclic change-over experiment with four 21-day experimental periods and a 4 5 2 factorial arrangement of treatments to evaluate the effects of heat-treated rapeseed expeller and solvent-extracted soya-bean meal protein supplements on animal performance. Dietary treatments consisted of grass silage offered ad libitum supplemented with a fixed amount of a cereal based concentrate (10 kg/day on a fresh weight basis) containing 120, 150, 180 or 210 g crude protein (CP) per kg dry matter (DM). Concentrate CP content was manipulated by replacement of basal ingredients (g/kg) with either rapeseed expeller (R; 120, 240 and 360) or soya-bean meal (S; 80, 160 and 240). Increases in concentrate CP stimulated linear increases (P < 0.05) in silage intake (mean 22.5 and 23.8 g DM per g/kg increase in dietary CP content, for R and S, respectively) and milk production. Concentrate inclusion of rapeseed expeller elicited higher (P < 0.01) milk yield and milk protein output responses (mean 108 and 3.71 g/day per g/kg DM increase in dietary CP content) than soya-bean meal (corresponding values 62 and 2.57). Improvements in the apparent utilization of dietary nitrogen for milk protein synthesis (mean 0.282 and 0.274, for R and S, respectively) were associated with higher (P < 0.05) plasma concentrations of histidine, branched-chain, essential and total amino acids (35, 482, 902 and 2240 and 26, 410, 800 and 2119 mu mol/l, respectively) and lower (P < 0.01) concentrations of urea (corresponding values 4.11 and 4.52 mmol/l). Heat-treated rapeseed expeller proved to be a more effective protein supplement than solvent-extracted soya-bean meal for cows offered grass silage-based diets.

Roles of the translationally controlled tumour protein (TCTP) and the double-stranded RNA-dependent protein kinase, PKR, in cellular stress responses

Translationally controlled tumour protein (TCTP) is a highly conserved protein present in all eukaryotic organisms. Various cellular functions and molecular interactions have been ascribed to this protein, many related to its growth-promoting and antiapoptotic properties. TCTP levels are highly regulated in response to various cellular stimuli and stresses. We have shown recently that the double-stranded RNA-dependent protein kinase, PKR, is involved in translational regulation of TCTP. Here we extend these studies by demonstrating that TCTP is downregulated in response to various proapoptotic treatments, in particular agents that induce Ca++ stress, in a PKR-dependent manner. This regulation requires phosphorylation of protein synthesis factor eIF2α. Since TCTP has been characterized as an antiapoptotic and Ca++-binding protein, we asked whether it is involved in protecting cells from Ca++-stress-induced apoptosis. Overexpression of TCTP partially protects cells against thapsigargin-induced apoptosis, as measured using caspase-3 activation assays, a nuclear fragmentation assay, using fluorescence-activated cell sorting analysis, and time-lapse video microscopy. TCTP also protects cells against the proapoptotic effects of tunicamycin and etoposide, but not against those of arsenite. Our results imply that cellular TCTP levels influence sensitivity to apoptosis and that PKR may exert its proapoptotic effects at least in part through downregulation of TCTP via eIF2α phosphorylation.

Adrenergic receptor stimulation of the mitogen-activated protein kinase cascade and cardiac hypertrophy.

Phenylephrine and noradrenaline (alpha-adrenergic agonism) or isoprenaline (beta-adrenergic agonism) stimulated protein synthesis rates, increased the activity of the atrial natriuretic factor gene promoter and activated mitogen-activated protein kinase (MAPK). The EC50 for MAPK activation by noradrenaline was 2-4 microM and that for isoprenaline was 0.2-0.3 microM. Maximal activation of MAPK by isoprenaline was inhibited by the beta-adrenergic antagonist, propranolol, whereas the activation by noradrenaline was inhibited by the alpha1-adrenergic antagonist, prazosin. FPLC on a Mono-Q column separated two peaks of MAPK (p42MAPK and p44MAPK) and two peaks of MAPK-activating activity (MEK) activated by isoprenaline or noradrenaline. Prolonged phorbol ester exposure partially down-regulated the activation of MAPK by noradrenaline but not by isoprenaline. This implies a role for protein kinase C in MAPK activation by noradrenaline but not isoprenaline. A role for cyclic AMP in activation of the MAPK pathway was eliminated when other agonists that elevate cyclic AMP in the cardiac myocyte did not activate MAPK. In contrast, MAPK was activated by exposure to ionomycin, Bay K8644 or thapsigargin that elevate intracellular Ca2+. Furthermore, depletion of extracellular Ca2+ concentrations with bis-(o-aminophenoxy)ethane-NNN'N'-tetra-acetic acid (BAPTA) or blocking of the L-type Ca2+ channel with nifepidine or verapamil inhibited the response to isoprenaline without inhibiting the responses to noradrenaline. We conclude that alpha- and beta-adrenergic agonists can activate the MEK/MAPK pathway in the heart by different signalling pathways. Elevation of intracellular Ca2+ rather than cyclic AMP appears important in the activation of MAPK by isoprenaline in the cardiac myocyte.

Activation of protein kinase cascades in the heart by hypertrophic G protein-coupled receptor agonists.

Cardiac myocyte hypertrophy involves changes in cell structure and alterations in protein expression regulated at both the transcriptional and translational levels. Hypertrophic G protein-coupled receptor (GPCR) agonists such as endothelin-(ET-1) and phenylephrine stimulate a number of protein kinase cascades in the heart. Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades stimulated include the extracellularly regulated kinase cascade, the stress-activated protein kinase/c-Jun N-terminal kinase cascade, and the p38 MAPK cascade. All 3 pathways have been implicated in hypertrophy, but recent ex vivo evidence also suggests that there may be additional effects on cell survival. ET-1 and phenylephrine also stimulate the protein kinase B pathway, and this may be involved in the regulation of protein synthesis by these agonists. Thus, protein kinase-mediated signaling may be important in the regulation of the development of myocyte hypertrophy.

Regulation of protein kinase B and 4E-BP1 by oxidative stress in cardiac myocytes.

Stimulation of phosphatidylinositol 3'-kinase (PI3K) and protein kinase B (PKB) is implicated in the regulation of protein synthesis in various cells. One mechanism involves PI3K/PKB-dependent phosphorylation of 4E-BP1, which dissociates from eIF4E, allowing initiation of translation from the 7-methylGTP cap of mRNAs. We examined the effects of insulin and H(2)O(2) on this pathway in neonatal cardiac myocytes. Cardiac myocyte protein synthesis was increased by insulin, but was inhibited by H(2)O(2). PI3K inhibitors attenuated basal levels of protein synthesis and inhibited the insulin-induced increase in protein synthesis. Insulin or H(2)O(2) increased the phosphorylation (activation) of PKB through PI3K, but, whereas insulin induced a sustained response, the response to H(2)O(2) was transient. 4E-BP1 was phosphorylated in unstimulated cells, and 4E-BP1 phosphorylation was increased by insulin. H(2)O(2) stimulated dephosphorylation of 4E-BP1 by increasing protein phosphatase (PP1/PP2A) activity. This increased the association of 4E-BP1 with eIF4E, consistent with H(2)O(2) inhibition of protein synthesis. The effects of H(2)O(2) were sufficient to override the stimulation of protein synthesis and 4E-BP1 phosphorylation induced by insulin. These results indicate that PI3K and PKB are important regulators of protein synthesis in cardiac myocytes, but other factors, including phosphatase activity, modulate the overall response.

Sympathetic outflow activates the venom gland of the snake Bothrops jararaca by regulating the activation of transcription factors and the synthesis of venom gland proteins

The venom gland of viperid snakes has a central lumen where the venom produced by secretory cells is stored. When the venom is lost from the gland, the secretory cells are activated and new venom is produced. The production of new venom is triggered by the action of noradrenaline on both alpha(1)- and beta-adrenoceptors in the venom gland. In this study, we show that venom removal leads to the activation of transcription factors NF kappa B and AP-1 in the venom gland. In dispersed secretory cells, noradrenaline activated both NF kappa B and AP-1. Activation of NF kappa B and AP-1 depended on phospholipase C and protein kinase A. Activation of NF kappa B also depended on protein kinase C. Isoprenaline activated both NF kappa B and AP-1, and phenylephrine activated NF kappa B and later AP-1. We also show that the protein composition of the venom gland changes during the venom production cycle. Striking changes occurred 4 and 7 days after venom removal in female and male snakes, respectively. Reserpine blocks this change, and the administration of alpha(1)- and beta-adrenoceptor agonists to reserpine-treated snakes largely restores the protein composition of the venom gland. However, the protein composition of the venom from reserpinized snakes treated with alpha(1)- or beta-adrenoceptor agonists appears normal, judging from SDS-PAGE electrophoresis. A sexual dimorphism in activating transcription factors and activating venom gland was observed. Our data suggest that the release of noradrenaline after biting is necessary to activate the venom gland by regulating the activation of transcription factors and consequently regulating the synthesis of proteins in the venom gland for venom production.

Purification and analysis of protein synthetic initiation factors from Volvox Carteri

Volvox carteri, a multi-celled green algae, can grow synchronously given a sixteen hour light period followed by an eight hour dark period, a cycle which is repeated for a 48 hour growth cycle total. Near the end of each light period, reproductive cells divide rapidly resulting in the differentiation of ceIls. When the dark period begins, this differentiation stops and the cells remain dormant with little protein synthesis or differentiation occurring. Immediately after the lights come back on, however, the cells again undergo rapid protein synthesis and complete their differentiation. Previous studies have concluded that Volvox carteri discontinue protein synthesis during the dark phase due to regulation at the translational level and not the transcriptional level. Therefore, the inhibition of protein synthesis does not lie in the transfer of the protein coding sequence from DNA to mRNA, but rather in the transfer of this information from the mRNA to the ribosomes. My research examined this translational regulation to determine the factor(s) causing the discontinuation of protein synthesis during the dark phase. Evidence from other research further suggests that the control of translation lies in the initiation step rather than the elongation step. Eukaryotic initiation factors aid in the binding of the ribosomal subunits to the mRNA to initiate protein synthesis. It is known that initiation factors can be modified by phosphorylation, regulating their activity. Therefore, my study focused upon isolating some of these initiation factors in order to determine whether or not such modifications are responsible for the inhibition of dark phase protein synthesis in Volvox carteri.

Molecular characterization of Blastocrithidia culicis L17 ribosomal protein

Blastocrithidia culicis is a protozoan of the family Trypanosomatidae. It is a parasite of insects, but the presence of bacteriumlike endosymbionts in its cytoplasm led some investigators to study this protozoan. This trypanosomatid does not infect humans and although it is phylogenetically distant from Trypanosoma cruzi, it presents many morphological characteristics, which are similar. In previous studies our group showed the presence of a L27 ribosomal protein in T cruzi (named TcrL27) using a RT-PCR, which also resulted in the cloning, sequencing and expression of an unexpected ribosomal protein, L17, in Blastocrithidia culicis (BcL17). In this paper, Western blot analysis demonstrated that the anti-BcL17 antibody recognizes the presence of the same ribosomal protein either in Blastochritidia culicis and T. cruzi nuclear extracts. Besides, two similar bands (40 and 47 kDa) appeared also in T. cruzi isolated ribosomal proteins and B. culicis nuclear extract corroborating with the findings showed in the phylogenetic reconstruction. With respect to their localization within the ribosome, both the L17 and L27 ribosomal proteins appear to belong to the peptidyl-transferase site, and are therefore part of the key step in protein synthesis. Both ribosomal proteins bind spiramycin derivatives, being therefore compounds of the macrolides connection sites in the ribosome. These findings would open a possibility to better evaluate this issue.

In Vivo Effects of Bothrops jararaca Venom on Metabolic Profile and on Muscle Protein Metabolism in Rats

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