Optimization of the electrostatic interactions in proteins of different functional and folding type

The 3-dimensional optimization of the electrostatic interactions between the charged amino acid residues was studied by Monte Carlo simulations on an extended representative set of 141 protein structures with known atomic coordinates. The proteins were classified by different functional and structural criteria, and the optimization of the electrostatic interactions was analyzed. The optimization parameters were obtained by comparison of the contribution of charge-charge interactions to the free energy of the native protein structures and for a large number of randomly distributed charge constellations obtained by the Monte Carlo technique. On the basis of the results obtained, one can conclude that the charge-charge interactions are better optimized in the enzymes than in the proteins without enzymatic functions. Proteins that belong to the mixed αβ folding type are electrostatically better optimized than pure α-helical or β-strand structures. Proteins that are stabilized by disulfide bonds show a lower degree of electrostatic optimization. The electrostatic interactions in a native protein are effectively optimized by rejection of the conformers that lead to repulsive charge-charge interactions. Particularly, the rejection of the repulsive contacts seems to be a major goal in the protein folding process. The dependence of the optimization parameters on the choice of the potential function was tested. The majority of the potential functions gave practically identical results.     

Effect of nitrate pulses on the nitrate-uptake rate,synthesis of mRNA coding for nitrate reductase,and nitrate-reductase activity in the roots of barley seedlings

Using pulses of nitrate, instead of the permanent presence of external nitrate, to induce the nitrate-assimilating system in Hordeum vulgare L., we demonstrated that nitrate can be considered as a trigger or signal for the induction of nitrate uptake, the appearance of nitratereductase activity and the synthesis of mRNA coding for nitrate reductase. Nitrate pulses stimulated the initial rate of nitrate uptake, even after subsequent cultivation in N-free medium, and resulted in a higher acceleration of the uptake rate in the presence of nitrate than in its absence.Abbreviations NR nitrate reductase     

Influence des basses températures sur les potentialités biologiques d'Orius laevigatus et d'Orius majusculus (Het.: Anthocoridae)

Résumé Des expérimentations ont permis de comparer l'influence de deux conditions de conservation au froid et de leur durée sur la longévité et la fécondité de deux cspèces d'anthocorides,Orius majusculus (Reuter) etOrius laevigatus (Fieber). La survie des adultes est meilleure dans les conditions thermopériodiques 13°C/3°C qu'à la température constante de 9°C. La longévité des femelles après passage au froid est d'autant plus grande que la durée d'exposition a été courte. La fécondité d'O. laevigatus ne subit pas de réduction significative après 50 jours de conservation en thermopériode alors que celle d'O. majusculus est fortement réduite après 20 jours dans les mêmes conditions.

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Summary Laboratory studies were done to compare the effect of two cold storage conditions on longevity and fecundity of two anthocorids,Orius majusculus (Reuter) andOrius laevigatus (Fieber). Survival of adults is better at a thermoperiodic condition of 13°C/3°C than at a constant temperature of 9°C. Female longevity decreases as the duration of exposure to cold conditions increases. Fecundity ofO. laevigatus is not significantly reduced after 50 days of exposure to thermoperiodic conditions even though those ofO. majusculus is strongly reduced after 20 days.

     

Die optische Richtungsorientierung der Roten Waldameise (Formica Ruea L.)

Zusammenfassung Alle folgenden Angaben beziehen sich auf Formica rufa L., die Rote Waldameise, und sind nur unter Vorbehalt auf andere Insektenarten übertragbar.Die Ameisen benützen zur optischen Richtungsorientierung künstliche Lichtquellen, die Sonne oder den Mond.Eine distinkte Lichtquelle kann als Orientierungsmarke durch einen diffusen Lichtschein ersetzt werden.Mit Hilfe einer Polarisationsfolie läßt sich nachweisen, daß sich die Ameisen sowohl nach der Schwingungsrichtung des blauen Himmelslichtes als auch nach der Schwingungsrichtung des Folienlichtes orientieren können.Die Orientierung nach Landmarken, wie Häusern und Bäumen, spielt eine große Rolle und ist bei bewölktem Himmel wahrscheinlich die einzige optische Orientierungsmöglichkeit.Werden Himmels- und Landmarken in Konkurrenz gesetzt, dann läuft die Ameise in einer Kompromißrichtung.Ameisen reagieren in Neststimmung vorwiegend negativ und in Exkursionsstimmung vorwiegend positiv phototaktisch.Es wird eine Methode angegeben, mit der durch Vergleich von Dreherregungen die Stärke der phototaktischen Drehreaktionen gemessen werden kann.Bei gleich großer Ablenkung vom orientierten Lauf sind die geotaktischen und die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) quantitativ gleich.Die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) sind helligkeitsunabhängig, ändern sich jedoch mit dem Einfallswinkel des Lichtes.Aus den experimentellen Befunden wird geschlossen, daß sich am zentralnervösen Funktionsgefüge der negativen (positiven) Phototaxis mindestens drei nervöse Instanzen (Mechanismen) beteiligen: Das Integrationszentrum, das Lagezentrum und der Koordinationsmechanismus der Beinbewegung.Wichtige Vorgänge beim Übergang von der positiven und negativen Phototaxis zur menotaktischen Hin- und Rückwegorientierung sind orientierungsfreie Suchschleifen und Lernprozesse, die zur Ermittlung der Luftlinienrichtung führen.Diese Lernprozesse finden sowohl auf dem Hin- als auch auf dem Rückweg statt.Die Ermittlung der Luftlinienrichtung geschieht über die Auswertung (Integration) der optischen Reizfolge, die kinästhetische Reizfolge ist dafür wahrscheinlich völlig bedeutungslos.Mit Hilfe der Kompensationstheorie werden eine Reihe von Reaktionen sich menotaktisch orientierender Ameisen kausal erklärt.Die Ameise kann sich eine Laufrichtung in bezug auf eine Lichtquelle mindestens 5 Tage lang merken.Die Ameise kann sich mit Hilfe von Landmarken an mindestens vier verschiedenen Plätzen im Gelände je eine bestimmte Laufrichtung merken.Erinnerungsbilder von Himmels- und Landmarken werden im Gedächtnis der Ameisen unabhängig voneinander aufbewahrt, die Erinnerungsbilder der Himmelsmarken dagegen sind im Gedächtnis der Ameisen aneinandergekoppelt.Die Ameisen haben die Fähigkeit, die Wanderung der Sonne bei der Richtungsorientierung mit einzuberechnen.     

Detection of renal cell carcinoma-associated markers via proteome- and other 'ome'-based analyses.

Proteome analysis has rapidly developed in the post-genome era and is now widely accepted as the complementary technology for genetic profiling. It has been shown to be a powerful tool for studying human diseases and for identifying novel prognostic, diagnostic and therapeutic markers. This review focuses on the identification of new biomarkers and therapeutic targets for renal cell carcinoma using different 'ome'-based technologies.     

Territorial Pheromones of Female Red-backed Salamanders

Pheromones provide an important source of communication during social interactions of caudate amphibians. To further examine their use in territorial defense, we performed a laboratory experiment to test the hypothesis that non-courting female red-backed salamanders (Plethodon cinereus) deposit pheromones in or on fecal pellets, as males are known to do during territorial advertisement. Four conditions were tested: (1) a burrow marked with a female's own pellet vs. a burrow marked by a conspecific female's pellet, (2) own vs. unmarked burrows, (3) conspecific vs. unmarked burrows, and (4) paired unmarked burrows as a control. Females nose-tapped (for olfactory cues) their own and conspecific pellets about equally. However, they spent significantly more time in both threat and submissive behavior toward the conspecific pellets and spent significantly more time in their own marked burrows. We infer that female P. cinereus do deposit pheromones in or on fecal pellets and that these pellets may be used to advertise territories. The behavioral responses of females toward pellets of other females were more aggressive than those of males (in a previous study) toward pellets of other males.     

Immunohistochemical detection of secretoneurin, a novel neuropeptide endoproteolytically processed from secretogranin II, in normal human endocrine and neuronal tissues

Summary An antiserum raised against a synthetic peptide derived from the primary amino sequence of rat secretogranin II (chromogranin C) was used for immunological (quantitative radioimmunoassay analysis) and immunohistochemical studies of normal human endocrine and nervous tissues. This antibody recognized a novel and biologically active neuropeptide which was coined as secretoneurin. In endocrine tissues, secretoneurin was mainly co-localized with chromogranin A and B with some exceptions (e.g., parathyroid gland). Secretoneurin was demonstrated immunohistochemically in the adrenal medulla, thyroid C cells, TSH- and FSH/LH-produting cells of the anterior pituitary, A and B cells of pancreatic islets, in endocrine cells of the gastrointestinal tract and the bronchial mucosa, and the prostate. Immunoreactivity determined by radioimmunoassay analysis revealed high secretoneurin levels in the anterior and posterior pituitary and lower levels in pancreatic and thyroid tissue. A strong secretoneurin immunoreactivity was also found in ganglion cells of the submucdsal and myenteric plexus of the gastrointestinal tract, and in ganglionic cells of dorsal root ganglia, peripheral nerves, and ganglion cells of the adrenal medulla. Thus, secretoneurin may serve as a useful marker of gangliocytic/neuronal differentiation.