Fission yeast Sec3 and Exo70 are transported on actin cables and localize the exocyst complex to cell poles.

The exocyst complex is essential for many exocytic events, by tethering vesicles at the plasma membrane for fusion. In fission yeast, polarized exocytosis for growth relies on the combined action of the exocyst at cell poles and myosin-driven transport along actin cables. We report here the identification of fission yeast Schizosaccharomyces pombe Sec3 protein, which we identified through sequence homology of its PH-like domain. Like other exocyst subunits, sec3 is required for secretion and cell division. Cells deleted for sec3 are only conditionally lethal and can proliferate when osmotically stabilized. Sec3 is redundant with Exo70 for viability and for the localization of other exocyst subunits, suggesting these components act as exocyst tethers at the plasma membrane. Consistently, Sec3 localizes to zones of growth independently of other exocyst subunits but depends on PIP(2) and functional Cdc42. FRAP analysis shows that Sec3, like all other exocyst subunits, localizes to cell poles largely independently of the actin cytoskeleton. However, we show that Sec3, Exo70 and Sec5 are transported by the myosin V Myo52 along actin cables. These data suggest that the exocyst holocomplex, including Sec3 and Exo70, is present on exocytic vesicles, which can reach cell poles by either myosin-driven transport or random walk.

Subunit structure of the mammalian exocyst complex

The exocyst is a protein complex required for the late stages of secretion in yeast. Unlike the SNAREs (SNAP receptors), important secretory proteins that are broadly distributed on the target membrane, the exocyst is specifically located at sites of vesicle fusion. We have isolated cDNAs encoding the rexo70, rsec5, and rsec15 subunits of the mammalian complex. The amino acid sequences encoded by these genes are between 21% and 24% identical to their yeast homologs. All three genes are broadly expressed and multiple transcripts are observed for rexo70 and rsec15. Characterization of cDNAs encoding the 84-kDa subunit of the mammalian complex revealed a novel protein. mAbs were generated to the mammalian rsec6 subunit of the exocyst complex. rsec6 immunoreactivity is found in a punctate distribution at terminals of PC12 cell processes at or near sites of granule exocytosis.

Exocyst subunits are involved in isoproterenol-induced amylase release from rat parotid acinar cells

Exocytosis of secretory granules in parotid acinar cells requires multiple events: tethering, docking, priming, and fusion with a luminal plasma membrane. The exocyst complex, which is composed of eight subunits (Sec3, Sec5, Sec6, Sec8, Sec10, Sec15, Exo70, and Exo84) that are conserved in yeast and mammalian cells, is thought to participate in the exocytotic pathway. However, to date, no exocyst subunit has been identified in salivary glands. In the present study, we investigated the expression and function of exocyst subunits in rat parotid acinar cells. The expression of mRNA for all eight exocyst subunits was detected in parotid acinar cells by RT-PCR, and Sec6 and Sec8 proteins were localized on the luminal plasma membrane. Sec6 interacted with Sec8 after 5 min of stimulation with isoproterenol. In addition, antibodies to-Sec6 and Sec8 inhibited isoproterenol-induced amylase release from streptolysin O-permeabilized parotid acinar cells. These results suggest that an exocyst complex of eight subunits is required for amylase release from parotid acinar cells.

Cdc42 explores the cell periphery for mate selection in fission yeast.

How cells polarize in response to external cues is a fundamental biological problem. For mating, yeast cells orient growth toward the source of a pheromone gradient produced by cells of the opposite mating type. Polarized growth depends on the small GTPase Cdc42, a central eukaryotic polarity regulator that controls signaling, cytoskeleton polarization, and vesicle trafficking. However, the mechanisms of polarity establishment and mate selection in complex cellular environments are poorly understood. Here we show that, in fission yeast, low-level pheromone signaling promotes a novel polarization state, where active Cdc42, its GEF Scd1, and scaffold Scd2 form colocalizing dynamic zones that sample the periphery of the cell. Two direct Cdc42 effectors--actin cables marked by myosin V Myo52 and the exocyst complex labeled by Sec6 and Sec8--also dynamically colocalize with active Cdc42. However, these cells do not grow due to a block in the exocytosis of cell wall synthases Bgs1 and Bgs4. High-level pheromone stabilizes active Cdc42 zones and promotes cell wall synthase exocytosis and polarized growth. However, in the absence of prior low-level pheromone signaling, exploration fails, and cells polarize growth at cell poles by default. Consequently, these cells show altered partner choice, mating preferentially with sister rather than nonsister cells. Thus, Cdc42 exploration serves to orient growth for partner selection. This process may also promote genetic diversification.

Identification of novel factors during the establishment of the Casparian strip in the endodermis

Multicellular organisms rely on specialized tissues that allow for the controlled exchange of matter with their surrounding. In order to function properly, these tissues need to establish a tight connection between the individual cells to prevent uncontrolled passive diffusion across the extracellular space. In animals, these connections are called tight and adherens junctions and are a critical feature of epithelia. These connections, however, rely on direct protein-protein interaction of plasma membrane proteins of adjacent cells. Such a mechanism is not possible in plants due to the cell wall, which encases the individual cells. In order to absorb nutrients, while simultaneously preventing uncontrolled diffusion between cells, land plants have evolved the root endodermis, which is functionally equivalent to animal epithelia. Its cells are surrounded by a precisely localized and aligned, ring-like lignin deposition, called the Casparian strip, and therefore tightly connected between each other. Very little was known about the development of the endodermis and the Casparian strip until recently. In the meantime, however, we have identified a family of endodermis- specific proteins, the CASPs, which recruits extracellular proteins the specific Casparian strip membrane domain (CSD) to locally synthesize lignin in the cell wall. Yet, we hardly knew any specifics on how the CSD is initially defined and how the critically important CASPs are being recruited to it. We therefore conducted a forward genetic screen on the localization of CASPI-GFP in order to identify novel mutants, which lack a defined CSD. We identified 48 mutants, which fell into 15 different complementation groups. While some of the isolated genes had previously been identified through different approaches, nine novel genes, which had never been implicated in CSD development and maintenance, were identified. One of them, LORD OF THE RINGS 2 (.LOTR2) is described to greater detail in this work. LOTR2 encodes for EX070A1, a protein of the evolutionary conserved exocyst complex. This complex has frequently been implicated in various secretory processes across kingdoms. In Arabidopsis, it transiently defines the positioning of CASPI-GFP. We have performed a detailed analysis of the dynamics of EX070A1 and CASPI-GFP, including studies with other markers and propose a mechanism, by which the cytosolic EX070A1 transiently defines a plasma membrane domain to recruit transmembrane proteins, which then recruit extracellular enzymes for localized cell wall modification. Considering the ubiquitous expression of EX070A1, we think that this mechanism is potentially of importance not only for the endodermis and the Casparian strip but also for many other tissues, in which the cell wall becomes locally modified. In fact, many other tissues with secondary cell wall modifications contain proteins very similar to the CASPs. It will be interesting to see to which degree this mechanism is employed in other tissues. As for the endodermis, we have now identified the first gene, which is not specific to the endodermis but shows endodermis-specific dynamics. This might give us a better insight on how the plant modulates this ubiquitously present factor in a cell- or tissue-type specific manner. Considering the knowledge, mutants and tools, which are available to us for investigating the endodermis, the Casparian strip, the exocyst complex and EX070A1 might be just the right experimental system to address these questions. -- Les organismes multicellulaires dépendent des tissues spécialisé pour l'échange contrôlé entre eux et leur environnement. Pour leur bon fonctionnement, les cellules de ces tissus ont besoin d'être très étroitement assemblés afin de prévenir la diffusion non-contrôlée à travers l'espace extracellulaire. Chez les animaux, ces connexions sont appelées jonctions serrées et jonctions adhérentes. Ces jonctions dépendent des interactions directes entre les protéines des cellules voisines. Ceci n'est pas possible chez les plantes à cause de la paroi cellulaire qui recouvre chaque cellule individuellement. Pour absorber les nutriments et en même temps empêcher la diffusion non-contrôlé entre cellules, les plantes ont évolué 1'endoderme dans la racine, qui est fonctionnellement équivalent aux épithéliums des animaux. Les cellules de l'endoderme sont ceinturées par une déposition de lignine très précisément localisées comme un anneau et alignées entre les cellules, et qui, donc, connecte étroitement les cellules avoisinante: Le cadre de Caspary. Peu était connu sur le développement de l'endoderme et le cadre de Caspaiy jusqu'à il y a quelques années. Récemment, pourtant, nous avons identifié une famille de protéines spécifiques à l'endoderme, les CASPs, qui définissent le domaine membranaire du cadre de Caspaiy (CSD). Les CASPs recrutent les protéines extracellulaires nécessaire à la synthèse du cadre de Caspary vers une région limité dans la paroi cellulaire. Pourtant, on connaît très peu les processus spécifiques concernant la définition initiale du CSD et comment les CASPs, qui ont une importance cruciale, sont recrutées vers ce domaine. Par conséquent nous avons mené un crible génétique sur la localisation du CASPI- GFP, qui sert comme marqueur pour le CSD. Notre but étant d'isoler de nouveaux mutants affectés dans l'établissement du CSD. Nous avons identifié 48 mutants, en 15 groupes de complémentation. Bien que certains des gènes isolés étaient déjà impliqué dans la formation du cadre de Caspary, neuf nouveaux gènes n'ayant jamais été impliqués dans le développement ou la maintenance du CSD ont pu être identifiés. Un de ces gènes, LORD OF THE RINGS2 (LOTR2) sera décrit plus en détail dans cette étude. LOTR2 code pour EX070A1, qui est une protéine, du complexe exocyste. Ce complexe de protéines a très bien été conservé au cours de l'évolution. Il était souvent impliqué dans plusieurs processus de sécrétion dans toutes les branches de la vie. Chez Arabidopsis, EX070A1 définit la position du CSD d'une façon transitoire et recrute CASP1- GFP. Nous avons mené une analyse détaillée des dynamiques d'EX070Al et CASPI-GFP ainsi que, des études avec des autres mutants. Nous proposons un mécanisme, d'après lequel EX070A1, recruté du cytosol, définit un domaine dans la membrane plasmique pour localiser des protéines transmembranaires, ces dernières ensuite recruteront des enzymes extracellulaires pour la modification locale de la paroi cellulaire. Vu qu'EX070A1 est exprimé dans toute dans la plante, nous pensons que ce mécanisme est potentiellement important non seulement pour l'endoderme et le cadre de Caspary, mais aussi pour les autres tissus où la paroi cellulaire doit être localement modifiée. En effet, plusieurs autres tissus contiennent des protéines très similaires aux CASPs. Il serait intéressant de voir à quelle dégrée ce mécanisme est également utilisé dans ces tissues. En ce qui concerne l'endoderme, nous avons maintenant identifié le premier gène qui n'est pas exprimé spécifiquement dans l'endoderme, mais qui montre tout de même une dynamique caractéristique dans ce tissu. Il serait intéressant de voir comment la plante peut moduler ce facteur omniprésent d'une façon spécifique. Vu les connaissances, les mutants et les outils qu'on a maintenant à notre disposition, l'endoderme et son cadre de Caspary, le complexe exocyste et EX070A1 sont probablement des bons systèmes expérimentaux pour étudier ces questions. -- Identification des nouveaux facteurs pendant l'établissement du cadre de Caspary dans l'endoderme. Lothar Kalmbach, Département de Biologie Moléculaire Végétale (DBMV), Université de Lausanne. Comme tous les autres organismes multicellulaires, les plantes terrestres dépendent de tissus spécialisés pour l'échange contrôlé avec leur environnement. Ces tissus sont importants pour l'absorption des nutriments mais également pour éviter l'influx de composés toxiques. Chez les plantes, ce tissu se trouve dans la racine. C'est l'endoderme. Grâce au cadre de Caspary, qui permet une forte connexion entre les cellules au niveau de leur paroi, l'endoderme empêche les éléments toxiques d'entrer dans le système vasculaire. Depuis quelques années, nous comprenons de plus en plus la nature et la biosynthèse, ainsi que les protéines impliquées dans l'ancrage des enzymes à la membrane plasmique. Nous n'avons eu, par contre, aucune idée sur le mécanisme qui d'abord définit cet endroit dans la membrane plasmique. Nous avons mené un crible génétique sur la localisation de CASPI-GFP, une protéine, qui recrute les enzymes extracellulaires pour la synthèse du cadre de Caspary. Nous avons identifié plusieurs nouveaux gènes qui sont impliqués dans l'intégrité du cadre de Caspary. L'un de ces gènes est EX070A1, qui est un facteur ayant un rôle important lors de la sécrétion des protéines dans tous les organismes eukaryotes. Ces mutants sont gravement affectés au niveau du cadre de Caspary, mais surtout ils ne sont plus capables de localiser CASPI-GFP. Nous avons suivi la dynamique d'EX070Al et de CASP1-GFP en combinaison avec d'autres marqueurs. Nous avons pu montrer que l'accumulation d'EX070Al est spécifique pour l'endoderme et essentielle pour bien localiser CASPI-GFP et donc, le cadre de Caspary. Ces résultats nous aident à mieux comprendre le développement de l'endoderme mais peuvent potentiellement aussi être utilisés pour étudier les modifications de la paroi cellulaire dans d'autres cellules de la plante.

Implication de l'endosome de recyclage dans la migration cellulaire in vivo

Au cours de l’ovogenèse chez la mouche du vinaigre: Drosophila melanogaster, un groupe de cellules folliculaires appelées cellules de bord, migrent à travers les cellules nourricières pour atteindre l’ovocyte. Cet événement, nécessitant la transition épithélio- mésenchymateuse (TEM), la réorientation, puis l’arrêt, ressemble à la formation de métastases. L’endocytose est un régulateur clé de plusieurs événements polarisés, y compris la migration cellulaire. En effet, différentes protéines impliquées dans la migration, comme les intégrines et les E-cadhérines (cadhérines épithéliales), sont régulées par transport à travers les endosomes. De même, l’endocytose restreint au front de migration l’activité des récepteurs tyrosine kinases (RTKs) qui guident les cellules de bord dans leur mouvement. Cependant les mécanismes moléculaires de cette restriction spatiale de l’activité des RTKs demeurent largement inconnus. Nous avons testé l’implication du trafic vésiculaire à travers la machinerie d’endocytose, dans la migration dirigée des cellules de bord, car ce système est facilement accessible pour l’expression de protéines et l’analyse de mutants. Nous avons commencé par confirmer une observation précédente du rôle de l’endosome précoce dans la migration des cellules de bord. Ensuite, nous avons identifié l’endosome de recyclage (ER) comme un régulateur clé de cette migration. En effet, nous avons démontré que l’expression dans les cellules de bord d’une forme dominante négative de Rab11, la petite GTPase régulant le transport vésiculaire à travers l’ER, bloque la migration ou entraîne de sévères défauts de migration dans environ 80% des chambres d’œufs examinées. De plus, nous observons par immunofluorescence une relocalisation de l’activité des RTKs alors que d’autres protéines de migration ne sont pas affectées par Rab11 dominant négatif. Ce résultat a été par la suite confirmé par une interaction génétique entre Rab11 et les RTKs. D’autre part, nous avons montré que le complexe exocyste, un effecteur de Rab11, est impliqué dans la migration des cellules de bord. Nous avons trouvé par microscopie confocale en tissu fixé et par microscopie en temps réel que Sec15, un composant de ce complexe, est polarisé, de façon Rab11- dépendante, dans des vésicules qui s’accumulent au front de migration tout au long du mouvement des cellules de bord. De plus, la perte de l’activité de Sec15 perturbe à son tour la migration. Ainsi, toutes ces données démontrent le rôle fondamental d’un cycle d’endo- exocytose dans le maintien des RTKs actifs au niveau du front de migration des cellules de bord le long de leur mouvement.

L'évolution du phagosome

La phagocytose est un processus cellulaire par lequel de larges particules sont internalisées dans une vésicule, le phagosome. Lorsque formé, le phagosome acquiert ses propriétés fonctionnelles à travers un processus complexe de maturation nommé la biogénèse du phagolysosome. Cette voie implique une série d’interactions rapides avec les organelles de l’appareil endocytaire permettant la transformation graduelle du phagosome nouvellement formé en phagolysosome à partir duquel la dégradation protéolytique s’effectue. Chez l’amibe Dictyostelium discoideum, la phagocytose est employée pour ingérer les bactéries de son environnement afin de se nourrir alors que les organismes multicellulaires utilisent la phagocytose dans un but immunitaire, où des cellules spécialisées nommées phagocytes internalisent, tuent et dégradent les pathogènes envahissant de l’organisme et constitue la base de l’immunité innée. Chez les vertébrés à mâchoire cependant, la transformation des mécanismes moléculaires du phagosome en une organelle perfectionnée pour l’apprêtement et la présentation de peptides antigéniques place cette organelle au centre de l’immunité innée et de l’immunité acquise. Malgré le rôle crucial auquel participe cette organelle dans la réponse immunitaire, il existe peu de détails sur la composition protéique et l’organisation fonctionnelles du phagosome. Afin d’approfondir notre compréhension des divers aspects qui relient l’immunité innée et l’immunité acquise, il devient essentiel d’élargir nos connaissances sur les fonctions moléculaire qui sont recrutées au phagosome. Le profilage par protéomique à haut débit de phagosomes isolés fut extrêmement utile dans la détermination de la composition moléculaire de cette organelle. Des études provenant de notre laboratoire ont révélé les premières listes protéiques identifiées à partir de phagosomes murins sans toutefois déterminer le ou les rôle(s) de ces protéines lors du processus de la phagocytose (Brunet et al, 2003; Garin et al, 2001). Au cours de la première étude de cette thèse (Stuart et al, 2007), nous avons entrepris la caractérisation fonctionnelle du protéome entier du phagosome de la drosophile en combinant diverses techniques d’analyses à haut débit (protéomique, réseaux d’intéractions protéique et ARN interférent). En utilisant cette stratégie, nous avons identifié 617 protéines phagosomales par spectrométrie de masse à partir desquelles nous avons accru cette liste en construisant des réseaux d’interactions protéine-protéine. La contribution de chaque protéine à l’internalisation de bactéries fut ensuite testée et validée par ARN interférent à haut débit et nous a amené à identifier un nouveau régulateur de la phagocytose, le complexe de l’exocyst. En appliquant ce modèle combinatoire de biologie systémique, nous démontrons la puissance et l’efficacité de cette approche dans l’étude de processus cellulaire complexe tout en créant un cadre à partir duquel il est possible d’approfondir nos connaissances sur les différents mécanismes de la phagocytose. Lors du 2e article de cette thèse (Boulais et al, 2010), nous avons entrepris la caractérisation moléculaire des étapes évolutives ayant contribué au remodelage des propriétés fonctionnelles de la phagocytose au cours de l’évolution. Pour ce faire, nous avons isolé des phagosomes à partir de trois organismes distants (l’amibe Dictyostelium discoideum, la mouche à fruit Drosophila melanogaster et la souris Mus musculus) qui utilisent la phagocytose à des fins différentes. En appliquant une approche protéomique à grande échelle pour identifier et comparer le protéome et phosphoprotéome des phagosomes de ces trois espèces, nous avons identifié un cœur protéique commun à partir duquel les fonctions immunitaires du phagosome se seraient développées. Au cours de ce développement fonctionnel, nos données indiquent que le protéome du phagosome fut largement remodelé lors de deux périodes de duplication de gènes coïncidant avec l’émergence de l’immunité innée et acquise. De plus, notre étude a aussi caractérisée en détail l’acquisition de nouvelles protéines ainsi que le remodelage significatif du phosphoprotéome du phagosome au niveau des constituants du cœur protéique ancien de cette organelle. Nous présentons donc la première étude approfondie des changements qui ont engendré la transformation d’un compartiment phagotrophe à une organelle entièrement apte pour la présentation antigénique.

Proteomic profiling of the molecular targets of interactions of the mastoparan peptide Protopolybia MP-III at the level of endosomal membranes from rat mast cells

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

Dominant Negative Alleles of SEC10 Reveal Distinct Domains Involved in Secretion and Morphogenesis in Yeast

The accurate targeting of secretory vesicles to distinct sites on the plasma membrane is necessary to achieve polarized growth and to establish specialized domains at the surface of eukaryotic cells. Members of a protein complex required for exocytosis, the exocyst, have been localized to regions of active secretion in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae where they may function to specify sites on the plasma membrane for vesicle docking and fusion. In this study we have addressed the function of one member of the exocyst complex, Sec10p. We have identified two functional domains of Sec10p that act in a dominant-negative manner to inhibit cell growth upon overexpression. Phenotypic and biochemical analysis of the dominant-negative mutants points to a bifunctional role for Sec10p. One domain, consisting of the amino-terminal two-thirds of Sec10p directly interacts with Sec15p, another exocyst component. Overexpression of this domain displaces the full-length Sec10 from the exocyst complex, resulting in a block in exocytosis and an accumulation of secretory vesicles. The carboxy-terminal domain of Sec10p does not interact with other members of the exocyst complex and expression of this domain does not cause a secretory defect. Rather, this mutant results in the formation of elongated cells, suggesting that the second domain of Sec10p is required for morphogenesis, perhaps regulating the reorientation of the secretory pathway from the tip of the emerging daughter cell toward the mother–daughter connection during cell cycle progression.

Plasma membrane dynamics in the Drosophila embryo

ABSTRACT Convergent extension is a highly conserved process among mammals, in which the tissue narrows in one axis, and extends across another. Tissue elongation is directed by the regulation of cell interface behaviors, which guides cell intercalation and rosette formation. Rosette formation occurs through the contraction of vertically oriented cell interfaces, and the subsequent elongation of new horizontal interfaces. It has been shown that actomyosin-generated tension functions to direct rosette formation. In this thesis, I have tested the function of regulators of F-actin networks, as well as endocytic and exocytic mechanisms, to identify new components that control interface behaviors and cell shape. I have performed a screen of F-actin regulators and nucleators, and pinpointed the specific actin nucleator dPod-1 as a candidate protein that is localized to vertical interfaces during tissue elongation. Furthermore, I have probed the function of endocytosis using the Shibire mutation, and demonstrated that endocytosis is required for vertical interface shrinking. Finally, I have used mutations in components of the Exocyst Complex and the associated protein RalA to inhibit exocytic mechanisms, in order to address their function in directing cell and tissue morphologies.

Albumin Is Synthesized In Epididymis And Aggregates In A High Molecular Mass Glycoprotein Complex Involved In Sperm-egg Fertilization.

The epididymis has an important role in the maturation of sperm for fertilization, but little is known about the epididymal molecules involved in sperm modifications during this process. We have previously described the expression pattern for an antigen in epididymal epithelial cells that reacts with the monoclonal antibody (mAb) TRA 54. Immunohistochemical and immunoblotting analyses suggest that the epitope of the epididymal antigen probably involves a sugar moiety that is released into the epididymal lumen in an androgen-dependent manner and subsequently binds to luminal sperm. Using column chromatography, SDS-PAGE with in situ digestion and mass spectrometry, we have identified the protein recognized by mAb TRA 54 in mouse epididymal epithelial cells. The ∼65 kDa protein is part of a high molecular mass complex (∼260 kDa) that is also present in the sperm acrosomal vesicle and is completely released after the acrosomal reaction. The amino acid sequence of the protein corresponded to that of albumin. Immunoprecipitates with anti-albumin antibody contained the antigen recognized by mAb TRA 54, indicating that the epididymal molecule recognized by mAb TRA 54 is albumin. RT-PCR detected albumin mRNA in the epididymis and fertilization assays in vitro showed that the glycoprotein complex containing albumin was involved in the ability of sperm to recognize and penetrate the egg zona pellucida. Together, these results indicate that epididymal-derived albumin participates in the formation of a high molecular mass glycoprotein complex that has an important role in egg fertilization.

Effects Of Partial Inhibition Of Respiratory Complex I On H2o 2 Production By Isolated Brain Mitochondria In Different Respiratory States.

The aim of this work was to characterize the effects of partial inhibition of respiratory complex I by rotenone on H2O2 production by isolated rat brain mitochondria in different respiratory states. Flow cytometric analysis of membrane potential in isolated mitochondria indicated that rotenone leads to uniform respiratory inhibition when added to a suspension of mitochondria. When mitochondria were incubated in the presence of a low concentration of rotenone (10 nm) and NADH-linked substrates, oxygen consumption was reduced from 45.9 ± 1.0 to 26.4 ± 2.6 nmol O2 mg(-1) min(-1) and from 7.8 ± 0.3 to 6.3 ± 0.3 nmol O2 mg(-1) min(-1) in respiratory states 3 (ADP-stimulated respiration) and 4 (resting respiration), respectively. Under these conditions, mitochondrial H2O2 production was stimulated from 12.2 ± 1.1 to 21.0 ± 1.2 pmol H2O2 mg(-1) min(-1) and 56.5 ± 4.7 to 95.0 ± 11.1 pmol H2O2 mg(-1) min(-1) in respiratory states 3 and 4, respectively. Similar results were observed when comparing mitochondrial preparations enriched with synaptic or nonsynaptic mitochondria or when 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP(+)) was used as a respiratory complex I inhibitor. Rotenone-stimulated H2O2 production in respiratory states 3 and 4 was associated with a high reduction state of endogenous nicotinamide nucleotides. In succinate-supported mitochondrial respiration, where most of the mitochondrial H2O2 production relies on electron backflow from complex II to complex I, low rotenone concentrations inhibited H2O2 production. Rotenone had no effect on mitochondrial elimination of micromolar concentrations of H2O2. The present results support the conclusion that partial complex I inhibition may result in mitochondrial energy crisis and oxidative stress, the former being predominant under oxidative phosphorylation and the latter under resting respiration conditions.

A New Platinum Complex With Tryptophan: Synthesis, Structural Characterization, Dft Studies And Biological Assays In Vitro Over Human Tumorigenic Cells.

A new platinum(II) complex with the amino acid L-tryptophan (trp), named Pt-trp, was synthesized and characterized. Elemental, thermogravimetric and ESI-QTOF mass spectrometric analyses led to the composition [Pt(C11H11N2O2)2]⋅6H2O. Infrared spectroscopic data indicate the coordination of trp to Pt(II) through the oxygen of the carboxylate group and also through the nitrogen atom of the amino group. The (13)C CP/MAS NMR spectroscopic data confirm coordination through the oxygen atom of the carboxylate group, while the (15)N CP/MAS NMR data confirm coordination of the nitrogen of the NH2 group to the metal. Density functional theory (DFT) studies were applied to evaluate the cis and trans coordination modes of trp to platinum(II). The trans isomer was shown to be energetically more stable than the cis one. The Pt-trp complex was evaluated as a cytotoxic agent against SK-Mel 103 (human melanoma) and Panc-1 (human pancreatic carcinoma) cell lines. The complex was shown to be cytotoxic over the considered cells.

Synthesis, characterization, DFT and Td-dfT study of the [Fe(mnt)(L)(t-BuNC) 2] octahedral complex (L = phen, bipy)

FeBr2 has reacted with an equivalent of mnt2- (mnt = cis-1,2-dicyanoethylene-1,2-dithiolate) and the α-diimine L (L = 1,10'-phenantroline, 2,2'-bipyridine) in THF solution, and followed by adding of t-butyl-isocyanide to give [Fe(mnt)(L)(t-BuNC)2] neutral compound. The products were characterized by infrared, UV-visible and Mössbauer spectroscopy, besides thermogravimetric and conductivity data. The geometry in the equilibrium was calculated by the density functional theory and the electronic spectrum by the time-dependent. The experimental and theoretical results in good agreement have defined an octahedral geometry with two isocyanide neighbours. The π→π* intraligand electronic transition was not observed for cis-isomers in the near-IR spectral region.