Is there an association between angiotensin-converting enzyme gene variants and chronic nonproductive cough?

Background: It is unclear why some patients develop a chronic nonproductive cough. Angiotensin-converting enzyme (ACE) inactivates tussive peptides in the airways such as bradykinin and tachykinins. An insertion/deletion polymorphism in the ACE gene accounts for variation in ACE levels, and patients with the II genotype have lowest serum ACE levels compared with ID and DD genotypes. We hypothesized that the II genotype would be associated with increased risk of developing a chronic cough.

Materials and methods: We recruited 47 patients (33 women), referred for evaluation of cough (median cough duration, 24 months; range, 2 to 240 months). Cough patients were evaluated using a comprehensive diagnostic protocol, and cough reflex sensitivity was measured using a capsaicin inhalation challenge. ACE genotyping was performed on DNA samples from patients using the polymerase chain reaction followed by agarose gel electrophoresis. ACE genotypes in patients with chronic cough were compared with those in 199 healthy control subjects. Serum ACE levels were determined using a colorimetric assay.

Results: Genotype frequencies for the ACE gene were similar between patients and control subjects. There was no correlation between capsaicin sensitivity and ACE genotypes or serum ACE levels.

Conclusion: Susceptibility to develop chronic cough is not associated with ACE genotype.

A nonradioactive method for the assay of polyphosphate kinase activity and its application in the study of polyphosphate metabolism in Burkholderia cepacia

Studies of polyphosphate (polyP) metabolism in microorganisms have been hampered by the lack of a convenient method for the assay in cell extracts of the activity of polyphosphate kinase (PPK), the enzyme principally responsible for microbial polyP biosynthesis. We report the development of such an assay, based on the well-established metachromatic reaction, with toluidine blue, of the polyP formed during the PPK-catalyzed reaction. The method was successfully used in the characterization of PPK activity in crude extracts of an environmental Burkholderia cepacia isolate. The development of a protocol for the physical recovery of polyP from solution is also reported. (C) 2002 Elsevier Science (USA). All rights reserved.

Detection of monensin residues in poultry liver using an enzyme immunoassay

Monensin, a carboxylic acid ionophore, is commonly fed to poultry to control coccidiosis. A method for the detection and quantification of monensin residues in liver has been developed, Samples (3 g) were extracted with acetonitrile-water and applied to a competitive enzyme immunoassay using a polyclonal antiserum raised against a monensin-transferrin conjugate, The limit of detection (mean + 3s) calculated from the analysis of 12 known negative samples was 2.91 ng g(-1). Intra- and inter-assay RSD were determined as 8.5 and 10.6%, respectively, using a liver sample fortified with 20 ng g(-1) monensin, A pharmacokinetic study in which 70 six week old broilers were fed monensin at a rate of 120 mg kg(-1) in their feed for 14 d resulted in mean monensin liver residues of 102 ng g(-1). However these had fallen below the limit of detection of the assay within the 3 d withdrawal period recommended by the manufacturer.

Detection of ivermectin residues in bovine liver using an enzyme immunoassay

Ivermectin, a member of the avermectin group, is frequently used to control parasites in many food producing animal species. A method for the detection and quantification of ivermectin residues in bovine liver has been developed. Liver samples (4 g) were extracted with acetonitrile and applied to a competitive enzyme immunoassay using a polyclonal antiserum raised in rabbits against an ivermectin-transferrin conjugate, The limit of detection of the assay (mean +/- 3s) calculated from the analysis of 24 known negative samples was 1.6 ng g(-1), Intra- and inter-assay RSDs were determined as 8.8 and 14.6%, respectively, using a negative bovine liver sample fortified with 100 ng g(-1) of ivermectin. Four Friesian steers were treated with a pour-on application of ivermectin at a dose rate of 0.5 mg kg(-1) body mass then withdrawn and killed at 7, 14, 21 and 28 d, Livers mere removed and ivermectin residue concentrations determined using the proposed immunoassay procedure, Seven days post-treatment the ivermectin liver concentration was determined as 52.7 ng g(-1), decreasing to 4.1 ng(-1) at 28 d, All immunoassay results were confirmed using high-performance liquid chromatography (HPLC), The immunoassay and HPLC results for invermectin ranged from 1 to 58 ng g(-1) and were in close correlation (r = 0.99).

DETERMINATION OF THE CONCENTRATIONS OF THE STEROIDS ESTRADIOL, PROGESTERONE AND TESTOSTERONE IN BOVINE SERA - COMPARISON OF COMMERCIAL DISSOCIATION ENHANCED LANTHANIDE FLUORESCENCE IMMUNOASSAY KITS WITH CONVENTIONAL RADIO AND ENZYME IMMUNOASSAYS

The performance of three conventional enzyme and radioimmunoassays routinely used to detect residues of anabolic steroids in cattle sera were compared with dissociation enhanced lanthanide fluorescence immunoassay (DELFIA) kits designed for the hospital market. Slight modifications to the kit reagents were required for the analysis of bovine sera. Owing to the large sample volumes used in conventional assays, detection limits were generally better than those obtained with DELFIA kits, however, assay reproducibility was enhanced using the DELFIA technology. Comparison of sera obtained from cattle implanted with anabolic steroids revealed a good correlation between alternate methods (r(2) from 0.91 to 0.97). The DELFIA kits offer a faster method for measuring estradiol, progesterone and testosterone with adequate sensitivity and in a safer environment than that encountered using radioimmunoassays.

Engineering N-linked protein glycosylation with diverse O antigen lipopolysaccharide structures in Escherichia coli

Campylobacter jejuni has a general N-linked protein glycosylation system that can be functionally transferred to Escherichia coli. In this study, we engineered E. coli cells in a way that two different pathways, protein N-glycosylation and lipopolysaccharide (LPS) biosynthesis, converge at the step in which PglB, the key enzyme of the C. jejuni N-glycosylation system, transfers O polysaccharide from a lipid carrier (undecaprenyl pyrophosphate) to an acceptor protein. PglB was the only protein of the bacterial N-glycosylation machinery both necessary and sufficient for the transfer. The relaxed specificity of the PglB oligosaccharyltransferase toward the glycan structure was exploited to create novel N-glycan structures containing two distinct E. coli or Pseudomonas aeruginosa O antigens. PglB-mediated transfer of polysaccharides might be valuable for in vivo production of O polysaccharides-protein conjugates for use as antibacterial vaccines.

Development of a solid-phase extraction coupling chemiluminescent enzyme immunoassay for determination of organophosphorus pesticides in environmental water samples

Solid-phase extraction (SPE) and direct competitive chemiluminescence enzyme immunoassay (dcCL-EIA) were combined for the detection of organophosphorus pesticides (OPs) in environmental water samples. dcCL-EIA based on horseradish peroxidase labeled with a broad-specificity monoclonal antibody against OPs was developed, and the effects of several physicochemical parameters on dcCL-EIA performance were studied. SPE was used for the pretreatment of water samples to remove interfering substances and to concentrate the OP analytes. The coupling of SPE and dcCL-EIA can detect seven OPs (parathion, coumaphos, phoxim, quinalphos, triazophos, dichlofenthion, and azinphos-ethyl) with the limit of quantitation below 0.1 ng/mL. The recoveries of OPs from spiked water samples ranged from 62.5% to 131.7% by SPE-dcCL-EIA and 69.5% to 112.3% by SPE-HPLC-MS/MS. The screening of OP residues in real-world environmental water samples by the developed SPE-dcCL-EIA and their confirmatory analysis using SPE-HPLC-MS/MS demonstrated that the assay is ideally suited as a monitoring method for OP residues prior to chromatographic analysis.

In vitro o-antigen ligase assay

WaaL is a membrane enzyme that catalyzes the glycosidic bonding of a sugar at the proximal end of the undecaprenyl-diphosphate (Und-PP)-O-antigen with a terminal sugar of the lipid A-core oligosaccharide (OS). This is a critical step in lipopolysaccharide synthesis. We describe here an assay to perform the ligation reaction in vitro utilizing native substrates.

Macroautophagic cargo sequestration assays

Macroautophagy, the process responsible for bulk sequestration and lysosomal degradation of cytoplasm, is often monitored by means of the autophagy-related marker protein LC3. This protein is linked to the phagophoric membrane by lipidation during the final steps of phagophore assembly, and it remains associated with autophagic organelles until it is degraded in the lysosomes. The transfer of LC3 from cytosol to membranes and organelles can be measured by immunoblotting or immunofluorescence microscopy, but these assays provide no information about functional macroautophagic activity, i.e., whether the phagophores are actually engaged in the sequestration of cytoplasmic cargo and enclosing this cargo into sealed autophagosomes. Moreover, accumulating evidence suggest that macroautophagy can proceed independently of LC3. There is therefore a need for alternative methods, preferably effective cargo sequestration assays, which can monitor actual macroautophagic activity. Here, we provide an overview of various approaches that have been used over the last four decades to measure macroautophagic sequestration activity in mammalian cells. Particular emphasis is given to the so-called "LDH sequestration assay", which measures the transfer of the autophagic cargo marker enzyme LDH (lactate dehydrogenase) from the cytosol to autophagic vacuoles. The LDH sequestration assay was originally developed to measure macroautophagic activity in primary rat hepatocytes. Subsequently, it has found use in several other cell types, and in this article we demonstrate a further validation and simplification of the method, and show that it is applicable to several cell lines that are commonly used to study autophagy.

UAP1 is overexpressed in prostate cancer and is protective against inhibitors of N-linked glycosylation

Prostate cancer is the second most common cause of cancer-associated deaths in men, and signaling via a transcription factor called androgen receptor (AR) is an important driver of the disease. Consequently, AR target genes are prominent candidates to be specific for prostate cancer and also important for the survival of the cancer cells. Here we assess the levels of all hexosamine biosynthetic pathway (HBP) enzymes in 15 separate clinical gene expression data sets and identify the last enzyme in the pathway, UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase 1 (UAP1), to be highly overexpressed in prostate cancer. We analyzed 3261 prostate cancers on a tissue microarray and found that UAP1 staining correlates negatively with Gleason score (P=0.0039) and positively with high AR expression (P<0.0001). Cells with high UAP1 expression have 10-fold increased levels of the HBP end-product, UDP-N-acetylglucosamine (UDP-GlcNAc). UDP-GlcNAc is essential for N-linked glycosylation occurring in the endoplasmic reticulum (ER) and high UAP1 expression associates with resistance against inhibitors of N-linked glycosylation (tunicamycin and 2-deoxyglucose) but not with a general ER stress-inducing agent, the calcium ionophore A23187. Knockdown of UAP1 expression re-sensitized cells towards inhibitors of N-linked glycosylation, as measured by proliferation and activation of ER stress markers. Taken together, we have identified an enzyme, UAP1, which is highly overexpressed in prostate cancer and protects cancer cells from ER stress conferring a growth advantage.

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

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

Points quantiques : caractérisation et applications en sciences pharmaceutiques

L’imagerie médicale a longtemps été limitée à cause des performances médiocres des fluorophores organiques. Récemment la recherche sur les nanocristaux semi-conducteurs a grandement contribué à l’élargissement de la gamme d’applications de la luminescence dans les domaines de l’imagerie et du diagnostic. Les points quantiques (QDs) sont des nanocristaux de taille similaire aux protéines (2-10 nm) dont la longueur d’onde d’émission dépend de leur taille et de leur composition. Le fait que leur surface peut être fonctionnalisée facilement avec des biomolécules rend leur application particulièrement attrayante dans le milieu biologique. Des QDs de structure « coeur-coquille » ont été synthétisés selon nos besoins en longueur d’onde d’émission. Dans un premier article nous avons modifié la surface des QDs avec des petites molécules bi-fonctionnelles portant des groupes amines, carboxyles ou zwitterions. L’effet de la charge a été analysé sur le mode d’entrée des QDs dans deux types cellulaires. À l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques spécifiques à certains modes d’internalisation, nous avons déterminé le mode d’internalisation prédominant. L’endocytose par les radeaux lipidiques représente le mode d’entrée le plus employé pour ces QDs de tailles similaires. D’autres modes participent également, mais à des degrés moindres. Des disparités dans les modes d’entrée ont été observées selon le ligand de surface. Nous avons ensuite analysé l’effet de l’agglomération de différents QDs sur leur internalisation dans des cellules microgliales. La caractérisation des agglomérats dans le milieu de culture cellulaire a été faite par la technique de fractionnement par couplage flux-force (AF4) associé à un détecteur de diffusion de la lumière. En fonction du ligand de surface et de la présence ou non de protéines du sérum, chacun des types de QDs se sont agglomérés de façon différente. À l'aide d’inhibiteur des modes d’internalisation, nous avons corrélé les données de tailles d’agglomérats avec leur mode d’entrée cellulaire. Les cellules microgliales sont les cellules immunitaires du système nerveux central (CNS). Elles répondent aux blessures ou à la présence d’inflammagènes en relâchant des cytokines pro-inflammatoires. Une inflammation non contrôlée du CNS peut conduire à la neurodégénérescence neuronale et est souvent observée dans les cas de maladies chroniques. Nous nous sommes intéressés au développement d’un nanosenseur pour mesurer des biomarqueurs du début de l’inflammation. Les méthodes classiques pour étudier l’inflammation consistent à mesurer le niveau de protéines ou molécules relâchées par les cellules stressées (par exemple monoxyde d’azote, IL-1β). Bien que précises, ces méthodes ne mesurent qu’indirectement l’activité de la caspase-1, responsable de la libération du l’IL-1β. De plus ces méthode ne peuvent pas être utilisées avec des cellules vivantes. Nous avons construit un nanosenseur basé sur le FRET entre un QD et un fluorophore organique reliés entre eux par un peptide qui est spécifiquement clivé par la caspase-1. Pour induire l’inflammation, nous avons utilisé des molécules de lipopolysaccharides (LPS). La molécule de LPS est amphiphile. Dans l’eau le LPS forme des nanoparticules, avec des régions hydrophobes à l’intérieure. Nous avons incorporé des QDs dans ces régions ce qui nous a permis de suivre le cheminement du LPS dans les cellules microgliales. Les LPS-QDs sont internalisés spécifiquement par les récepteurs TLR-4 à la surface des microglies. Le nanosenseur s’est montré fonctionnel dans la détermination de l’activité de la caspase-1 dans cellules microgliales activées par le LPS. Éventuellement, le senseur permettrait d’observer en temps réel l’effet de thérapies ciblant l’inflammation, sur l’activité de la caspase-1.

Searching for novel gene functions in yeast : identification of thousands of novel molecular interactions by protein-fragment complementation assay followed by automated gene function prediction and high-throughput lipidomics

La compréhension de processus biologiques complexes requiert des approches expérimentales et informatiques sophistiquées. Les récents progrès dans le domaine des stratégies génomiques fonctionnelles mettent dorénavant à notre disposition de puissants outils de collecte de données sur l’interconnectivité des gènes, des protéines et des petites molécules, dans le but d’étudier les principes organisationnels de leurs réseaux cellulaires. L’intégration de ces connaissances au sein d’un cadre de référence en biologie systémique permettrait la prédiction de nouvelles fonctions de gènes qui demeurent non caractérisées à ce jour. Afin de réaliser de telles prédictions à l’échelle génomique chez la levure Saccharomyces cerevisiae, nous avons développé une stratégie innovatrice qui combine le criblage interactomique à haut débit des interactions protéines-protéines, la prédiction de la fonction des gènes in silico ainsi que la validation de ces prédictions avec la lipidomique à haut débit. D’abord, nous avons exécuté un dépistage à grande échelle des interactions protéines-protéines à l’aide de la complémentation de fragments protéiques. Cette méthode a permis de déceler des interactions in vivo entre les protéines exprimées par leurs promoteurs naturels. De plus, aucun biais lié aux interactions des membranes n’a pu être mis en évidence avec cette méthode, comparativement aux autres techniques existantes qui décèlent les interactions protéines-protéines. Conséquemment, nous avons découvert plusieurs nouvelles interactions et nous avons augmenté la couverture d’un interactome d’homéostasie lipidique dont la compréhension demeure encore incomplète à ce jour. Par la suite, nous avons appliqué un algorithme d’apprentissage afin d’identifier huit gènes non caractérisés ayant un rôle potentiel dans le métabolisme des lipides. Finalement, nous avons étudié si ces gènes et un groupe de régulateurs transcriptionnels distincts, non préalablement impliqués avec les lipides, avaient un rôle dans l’homéostasie des lipides. Dans ce but, nous avons analysé les lipidomes des délétions mutantes de gènes sélectionnés. Afin d’examiner une grande quantité de souches, nous avons développé une plateforme à haut débit pour le criblage lipidomique à contenu élevé des bibliothèques de levures mutantes. Cette plateforme consiste en la spectrométrie de masse à haute resolution Orbitrap et en un cadre de traitement des données dédié et supportant le phénotypage des lipides de centaines de mutations de Saccharomyces cerevisiae. Les méthodes expérimentales en lipidomiques ont confirmé les prédictions fonctionnelles en démontrant certaines différences au sein des phénotypes métaboliques lipidiques des délétions mutantes ayant une absence des gènes YBR141C et YJR015W, connus pour leur implication dans le métabolisme des lipides. Une altération du phénotype lipidique a également été observé pour une délétion mutante du facteur de transcription KAR4 qui n’avait pas été auparavant lié au métabolisme lipidique. Tous ces résultats démontrent qu’un processus qui intègre l’acquisition de nouvelles interactions moléculaires, la prédiction informatique des fonctions des gènes et une plateforme lipidomique innovatrice à haut débit , constitue un ajout important aux méthodologies existantes en biologie systémique. Les développements en méthodologies génomiques fonctionnelles et en technologies lipidomiques fournissent donc de nouveaux moyens pour étudier les réseaux biologiques des eucaryotes supérieurs, incluant les mammifères. Par conséquent, le stratégie présenté ici détient un potentiel d’application au sein d’organismes plus complexes.

Enzyme reactions as index of freshness of Fish and Shellfish

An attempt has been made in this study to screen some fish muscle enzymes to assess their potential worth in testing the degree of freshness of fish. A problem with routine enzyme activity determinations is the complexity of the method of enzyme assay. Hence, in the present study as far as possible simple assay techniques were adopted. Several species were screened to assess the possibility of employing this procedure on a large scale. It is hoped that findings of this study will lead to the development of meaningful criteria in testing the freshness of fish. This thesis has been divided into five chapters

Tamizaje neonatal para fibrosis quística en una muestra de la ciudad de Bogotá

La Fibrosis Quística es la enfermedad autosómica recesiva mas frecuente en caucásicos. En Colombia no se conoce la incidencia de la enfermedad, pero investigaciones del grupo de la Universidad del Rosario indican que podría ser relativamente alta. Objetivo: Determinar la incidencia de afectados por Fibrosis Quística en una muestra de recién nacidos de la ciudad de Bogotá. Metodología: Se analizan 8.297 muestras de sangre de cordón umbilical y se comparan tres protocolos de tamizaje neonatal: TIR/TIR, TIR/DNA y TIR/DNA/TIR. Resultados: El presente trabajo muestra una incidencia de 1 en 8.297 afectados en la muestra analizada. Conclusiones: Dada la relativamente alta incidencia demostrada en Bogotá, se justifica la implementación de Tamizaje Neonatal para Fibrosis Quística en Colombia.