Nitrosothiol Formation and Protection against Fenton Chemistry by Nitric Oxide-induced Dinitrosyliron Complex Formation from Anoxia-initiated Cellular Chelatable Iron Increase

Dinitrosyliron complexes (DNIC) have been found in a variety of pathological settings associated with ^•NO. However, the iron source of cellular DNIC is unknown. Previous studies on this question using prolonged ^•NO exposure could be misleading due to the movement of intracellular iron among different sources. We here report that brief ^•NO exposure results in only barely detectable DNIC, but levels increase dramatically after 1–2 h of anoxia. This increase is similar quantitatively and temporally with increases in the chelatable iron, and brief ^•NO treatment prevents detection of this anoxia-induced increased chelatable iron by deferoxamine. DNIC formation is so rapid that it is limited by the availability of ^•NO and chelatable iron. We utilize this ability to selectively manipulate cellular chelatable iron levels and provide evidence for two cellular functions of endogenous DNIC formation, protection against anoxia-induced reactive oxygen chemistry from the Fenton reaction and formation by transnitrosation of protein nitrosothiols (RSNO). The levels of RSNO under these high chelatable iron levels are comparable with DNIC levels and suggest that under these conditions, both DNIC and RSNO are the most abundant cellular adducts of ^•NO.     

The methyltransferase SETD3-mediated histidine methylation: Biological functions and potential implications in cancers

SETD3 belongs to a family of SET-domain containing proteins. Recently, SETD3 was found as the first and so-far the only known metazoan histidine methyltransferase that catalyzes actin histidine 73 (His73) methylation, a pervasive modification which was discovered more than 50 years ago. In this review, we summarize some recent advances in SETD3 research, focusing on structural properties, substrate-recognition features, and physiological functions. We particularly highlight potential pathological relevance of SETD3 in human cancers and raise some questions to promote discussion about this novel histidine methyltransferase.     

Morphological Parameters Associated with Ruptured Posterior Communicating Aneurysms

The rupture risk of unruptured intracranial aneurysms is known to be dependent on the size of the aneurysm. However, the association of morphological characteristics with ruptured aneurysms has not been established in a systematic and location specific manner for the most common aneurysm locations. We evaluated posterior communicating artery (PCoA) aneurysms for morphological parameters associated with aneurysm rupture in that location. CT angiograms were evaluated to generate 3-D models of the aneurysms and surrounding vasculature. Univariate and multivariate analyses were performed to evaluate morphological parameters including aneurysm volume, aspect ratio, size ratio, distance to ICA bifurcation, aneurysm angle, vessel angles, flow angles, and vessel-to-vessel angles. From 2005–2012, 148 PCoA aneurysms were treated in a single institution. Preoperative CTAs from 63 patients (40 ruptured, 23 unruptured) were available and analyzed. Multivariate logistic regression revealed that smaller volume (p = 0.011), larger aneurysm neck diameter (0.048), and shorter ICA bifurcation to aneurysm distance (p = 0.005) were the most strongly associated with aneurysm rupture after adjusting for all other clinical and morphological variables. Multivariate subgroup analysis for patients with visualized PCoA demonstrated that larger neck diameter (p = 0.018) and shorter ICA bifurcation to aneurysm distance (p = 0.011) were significantly associated with rupture. Intracerebral hemorrhage was associated with smaller volume, larger maximum height, and smaller aneurysm angle, in addition to lateral projection, male sex, and lack of hypertension. We found that shorter ICA bifurcation to aneurysm distance is significantly associated with PCoA aneurysm rupture. This is a new physically intuitive parameter that can be measured easily and therefore be readily applied in clinical practice to aid in the evaluation of patients with PCoA aneurysms.     

The Impact of Insurance Status on the Outcomes after Aneurysmal Subarachnoid Hemorrhage

Investigation into the association of insurance status with the outcomes of patients undergoing neurosurgical intervention has been limited: this is the first nationwide study to analyze the impact of primary payer on the outcomes of patients with aneurysmal subarachnoid hemorrhage who underwent endovascular coiling or microsurgical clipping. The Nationwide Inpatient Sample (2001–2010) was utilized to identify patients; those with both an ICD-9 diagnosis codes for subarachnoid hemorrhage and a procedure code for aneurysm repair (either via an endovascular or surgical approach) were included. Hierarchical multivariate regression analyses were utilized to evaluate the impact of primary payer on in-hospital mortality, hospital discharge disposition, and length of hospital stay with hospital as the random effects variable. Models were adjusted for patient age, sex, race, comorbidities, socioeconomic status, hospital region, location (urban versus rural), and teaching status, procedural volume, year of admission, and the proportion of patients who underwent ventriculostomy. Subsequent models were also adjusted for time to aneurysm repair and time to ventriculostomy; subgroup analyses evaluated for those who underwent endovascular and surgical procedures separately. 15,557 hospitalizations were included. In the initial model, the adjusted odds of in-hospital mortality were higher for Medicare (OR 1.23, p<0.001), Medicaid (OR 1.23, p<0.001), and uninsured patients (OR 1.49, p<0.001) compared to those with private insurance. After also adjusting for timing of intervention, Medicaid and uninsured patients had a reduced odds of non-routine discharge (OR 0.75, p<0.001 and OR 0.42, p<0.001) despite longer hospital stays (by 8.35 days, p<0.001 and 2.45 days, p = 0.005). Variations in outcomes by primary payer–including in-hospital post-procedural mortality–were more pronounced for patients of all insurance types who underwent microsurgical clipping. The observed differences by primary payer are likely multifactorial, attributable to varied socioeconomic factors and the complexities of the American healthcare delivery system.     

Conjugation of phosphonoacetic acid to nucleobase promotes a mechanism-based inhibition

Small molecule inhibitors have a powerful blocking action on viral polymerases. The bioavailability of the inhibitor, nevertheless, often raise a significant selectivity constraint and may substantially limit the efficacy of therapy. Phosphonoacetic acid has long been known to possess a restricted potential to block DNA biosynthesis. In order to achieve a better affinity, this compound has been linked with natural nucleotide at different positions. The structural context of the resulted conjugates has been found to be crucial for the acquisition by DNA polymerases. We show that nucleobase-conjugated phosphonoacetic acid is being accepted, but this alters the processivity of DNA polymerases. The data presented here not only provide a mechanistic rationale for a switch in the mode of DNA synthesis, but also highlight the nucleobase-targeted nucleotide functionalization as a route for enhancing the specificity of small molecule inhibitors.     

Synthesis,Molecular Modeling,and Biological Evaluation of Novel Chiral Thiosemicarbazone Derivatives as Potent Anticancer Agents

A series of new chiral thiosemicarbazones derived from homochiral amines in both enantiomeric forms were synthesized and evaluated for their in vitro antiproliferative activity against A549 (human alveolar adenocarcinoma), MCF‐7 (human breast adenocarcinoma), HeLa (human cervical adenocarcinoma), and HGC‐27 (human stomach carcinoma) cell lines. Some of compounds showed inhibitory activities on the growth of cancer cell lines. Especially, compound 17b exhibited the most potent activity (IC₅₀ 4.6 μM) against HGC‐27 as compared with the reference compound, sindaxel (IC₅₀ 10.3 μM), and could be used as a lead compound to search new chiral thiosemicarbazone derivatives as antiproliferative agents. Chirality 27:177–188, 2015. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.     

Über die Beziehungen zwischen Muskelfasern und Bindegewebsfibrillen

Zusammenfassung Es handelt sich um die Frage, wie sich die Muskelfasern mit Bindegewebe — einerseits mit dem interstitiellen Bindegewebe (Endomysium) des Muskels, andererseits mit jenem, an welches sich der Muskel befestigt — verbinden. Unter anderem um die Frage, ob sich die Kraft der sich kontrahierenden Muskelfasern an das Bindegewebe der zweiten Art direkt oder durch Vermittlung des Interstitiums überträgt.Das einfachste Objekt, an dem man diese Frage zu lösen versuchen kann, stellen die lateralen Rumpfmuskeln von Branchiostoma, von Cyklostomen und von Ichthyopsiden. Beim Lösen der Frage berührt man das wichtige Thema vom Ursprung des Bindegewebes — seiner Desmofibrillen — überhaupt.Bei Branchiostoma fehlt in den Myomeren der lateralen Rumpfmuskeln das Bindegewebe, und die einheitlichen, d. i. syncytial gebauten Myomeren sind hier als Ganzes von Sarkolemm begrenzt; ihre kontraktile Substanz hat in den Desmofibrillen der Myosepten Fortsetzung (Studnika, 1920).Bei Petromyzon bestehen die Rumpfmuskeln aus großen, ziegelförmigen Muskelkästchen, die zuerst durch einheitliche (innere) Sarkolemme, nach ihrer Spaltung durch ein spärliches interstitielles Bindegewebe voneinander getrennt sind. Später zerfallen die Muskelkästchen in breite Zonen und dann in Muskelfasern verschiedener Dicke; zuletzt dringt zwischen die oberflächlichsten davon, die parietalen Muskelfasern, das Bindegewebe in dünnen Schichten hinein (Maurer 1891). Das ist jetzt das Endomysium des Muskels, während dasjenige Bindegewebe, welches die Muskelkästchen bisher voneinander trennte, zum Perimysium internum wird. Die zentralen Muskelfasern der Kästchen sind von Bindegewebe nicht umgeben; sie verbinden sich bloß an ihren Enden (wo sie miteinander verschmelzen) mit den Myosepten. Da im Inneren der Kästchen das Bindegewebe überhaupt fehlt und da das innere Perimysium aus reichlich gewundenen, zum großen Teil quer zu der Richtung der Muskelkästchen verlaufenden Fasergebilden besteht, ist es klar, daß es nicht die in den bekannten Theorien der Muskelkraftübertragung (vgl. S. 36, 37) ihnen zugeschriebene Rolle übernehmen kann.Bei Myxine und bei allen Gnathostomen bestehen die Rumpfmuskeln aus typischen, drehrunden Muskelfasern. Einzelne davon sind voneinander durch ein bindegewebiges Endomysium, ihre Gruppen durch ein Perimysium internum getrennt. Das Endomysium besteht einerseits aus festen exoplasmatischen fibrillenführenden, im fertigen Zustande de norma mit sehr spärlichen Zellen besetzten Lamellen, andererseits aus einem ebenfalls Desmofibrillen und sehr spärliche Zellkerne bzw. Zellen führenden interstitiellen Gerüst. Wieder überzeugt man sich davon, daß die stark, stellenweise sogar wie mäanderförmig gewundenen und dazu größtenteils quer zu der Richtung der Muskelfasern angeordneten Desmofibrillen der Lamellen und des Gerüstes, die von einigen ihnen zugeschriebene Aufgabe nicht besorgen können. — Dieses Verhalten fand ich bei allen von mir untersuchten Ichthyopsiden (in einzelnen Fällen, so z. B. bei Esox, waren die interstitiellen Lamellen einfach). Die an ihnen sich befindenden Geflechte waren irgendwo (Esox) sehr dicht und wohl auch fest, anderswo (so bei den Amphibienlarven) äußerst locker gebaut und weich. Bei Selachierembryonen (Torpedo, Spinax) konnte ich mich davon überzeugen, daß alle diese interstitiellen Strukturen auf der Grundlage des Mesostroma-Mesenchyms, also eines Zellbrückennetzes, entstehen. An der Bildung des Mesostromas beteiligen sich offenbar auch die jungen Muskelfasern, doch am fertigen Gewebe läßt sich ein Zusammenhang des Gerüstes mit dem Sarkolemm nicht nachweisen.Sowohl die Muskelfasern (an ihren Enden) wie auch die interstitiellen Lamellen sind mit den Myosepten fest verbunden; die Lamellen bilden zusammen mit ihnen ein interstitielles Muskelgerüst, in dessen Lücken die Muskelfasern sonst ziemlich frei liegen. Man sieht dieses Gerüst in jenen Fällen sehr deutlich, in denen sich die Muskelfasern bei der Fixierung der Objekte stark kontrahierten und sich von dem Myoseptum abgerissen haben, so daß das Muskelgerüst stellenweise leer geworden ist. Das quergestreifte Muskelgewebe ist auf diese Weise ein Beispiel eines nicht aus Zellen gebauten Gewebes mit (im fertigen Zustande) relativ sehr spärlichen Zellen.Die Muskelfasern verbinden sich mit den Myosepten auf verschiedene Weise. In den jungen Entwicklungsstadien der Kranioten gibt es in der Gegend, wo sich später die Myosepten befinden, zuerst bloß Lücken, die von Cytodesmen, von Mesostroma und zuletzt von bindegewebigen Längsfasern überbrückt werden. Die Längsfasern sind Desmofibrillenbündel, welche sich von den Enden der Muskelfasern der einen zu denen der folgenden Myomere ziehen und beide fest miteinander verbinden. In älteren Entwicklungsstadien gibt es in den Lücken auch Bindegewebsfasern, die in anderer Richtung verlaufen, und zuletzt überwiegen hier die Querfasern; solche Bindegewebsfasern nämlich, welche in der Richtung der Lücke verlaufen. Auf diese Weise entsteht an der Stelle der intermyomeralen Lücke im fertigen Körper schließlich ein festes bindegewebiges Myoseptum. Es gibt Myosepten mit verschiedener Anordnung der Desmofibrillen und ihrer Bündel.Da man sich auf das interstitielle Bindegewebe nicht berufen kann, ist es klar, daß sich die Zugwirkung der sich kontrahierenden Muskelfasern durch ihre Enden, welche sich an die Myosepten festsetzen, an diese letzteren überträgt.Wo es in den intermyomeralen Lücken, dann in den Myosepten, die obenerwähnten Längsfasern gibt — und solche fand ich anfangs bei allen von mir untersuchten Formen — stellen diese Fasern gewissermaßen die Fortsetzung der Myofibrillen vor. Entweder sind die Enden der Muskelfasern nackt, und die Myofibrillen gehen unmittelbar in die Desmofibrillen und ihre Bündel über, oder sind die Enden der Muskelfasern durch das Sarkolemm begrenzt, und die Fasergebilde treten dann durch das Sarkolemm hindurch; in noch anderen Fällen muß man annehmen, daß sich auf die eine Seite des Sarkolemms die Myo-, auf die andere (äußere) Seite die Desmofibrillen festsetzen. Das exoplasmatische Sarkolemm stellt dabei keine tote Scheidewand zwischen den beiden Arten der Fibrillen vor. Die Desmofibrillen sind oft zu Bündeln verbunden, und ihre Anzahl ist dann geringer als jene der Myofibrillen.Bei Amphibienlarven entfernen sich gegen das Ende der Schwanzflosse zu die Myomeren voneinander, und aus jenem Materiale, welches in den vorderen Teilen des Körpers die Myosepten baut, entstehen da förmliche Sehnen; in Anbetracht des Umstandes, daß es sich (beim Ende der Flosse) um Fibrillenbündel handelt, welche die einzelnen Muskelfasern miteinander verbinden, sind es eigentlich Mikrosehnen. In diesen Fällen sieht man den Übergang der Desmofibrillen in Myofibrillen besonders deutlich, und man kann ihn — bei Pelobates-Larven — sogar auch an im frischen Zustande untersuchten (zerdrückten) Objekten untersuchen.Dort, wo man den direkten Zusammenhang der Fasergebilde nicht beobachten kann, sieht man an der Stelle des Septums, wo die sich kontrahierenden Muskelfasern von ihm weggerissen haben, manchmal Reste der zerrissenen Desmofibrillen, zum Zeichen, daß hier die Myofibrillen wirklich mit den Desmofibrillen im Zusammenhange standen. In sehr zahlreichen Fällen beobachtet man bei älteren Tieren jedenfalls auch dies nicht; man bekommt dann den Eindruck, als ob die Enden der Muskelfasern mit dem Myoseptum bloß verklebt wären. Es gelang bisher nicht, die zwischen den anders verlaufenden Fibrillen sich befindenden und zur Befestigung der Muskelfasern dienenden Desmofibrillen in allen Fällen zu finden.     

Multimeric bivalent immunogens from recombinant tetanus toxin H<Subscript>C</Subscript> fragment,synthetic hexasaccharides,and a glycopeptide adjuvant

Using recombinant tetanus toxin H_C fragment (rTT-H_C) as carrier, we prepared multimeric bivalent immunogens featuring the synthetic hexasaccharide fragment of O-PS of Vibrio cholerae O:1, serotype Ogawa, in combination with either the synthetic hexasaccharide fragment of O-PS of Vibrio cholerae O:1, serotype Inaba, or a synthetic disaccharide tetrapeptide peptidoglycan fragment as adjuvant. The conjugation reaction was effected by squaric acid chemistry and monitored in virtually real time by SELDI-TOF MS. In this way, we could prepare well-defined immunogens with predictable carbohydrate–carrier ratio, whose molecular mass and the amount of each saccharide attached could be independently determined. The ability to prepare such neoglycoconjugates opens unprecedented possibilities for preparation of conjugate vaccines for bacterial diseases from synthetic carbohydrates.