Incorporation von [D-4,5-3H]-Ieucine und [2-14C]-Acetat in die photosynthetischen Pigmente und Chinone von Chlorella pyrenoidosa

Der Metabolismus der photosynthetischen Pigmente und Chinone von Chlorella wurde mit Hilfe von ¹⁴CO₂, [2-¹⁴C]-Acetat und [D-4,5-³H]-Leucin als Vorstufen der Isoprenoidsynthese untersucht. Auch wurde untersucht, ob Leucin als Vorstufe in der Biosynthese der Terpenoide fungiert. Die Verwendung der Doppelmarkierung sollte bestehende Unterschiede in der Regulation und Biosynthese der Isoprenoide der Chloroplasten, Mitochondrien und des Zytoplasmas aufdecken. Neben der Verwendung von Radioisotopen wurde die Inkorporation von Deuterium in die Carotinoide verwendet, um den turnover der Prenyl-Lipide direkt nachzuweisen. In tracer-kinetischen Untersuchungen mit ¹⁴CO₂ konnte gezeigt werden, daß ¹⁴-C-α-Carotin zu ¹⁴C-Lutein und ¹⁴C-ß-Carotin zu ¹⁴C-Zeaxanthin umgesetzt wird. Eine Vorstufenfunktion läßt sich auch für Plastohydrochinon-9 nachweisen, das in Plastochinon-9 umgesetzt wird. Die Markierungskinetik der einzelnen Prenyl-Lipide deutet auf einen schnellen turnover hin. Anhand der ¹⁴C-Inkorporationskinetik wurden Halbwertszeiten im Bereich von 30 min bis 220 min ermittelt, während sich aus den Dekorporationskinetiken Zeiten von 9 bis 113 h ergeben. Prenyl-Lipide wie die Carotine, Chlorophyll a und Plastochinon-9, die einerseits Vorstufenfunktion besitzen, andererseits aber auch direkt an der Photosynthese beteiligt sind, werden schneller umgesetzt als ihre Folgeprodukte. Somit scheint ein direkter Zusammenhang zwischen der Funktion des Prenyl-Lipides im Chloroplasten und seinem Umsatz zu bestehen. Sowohl Acetat wie auch Leucin werden von Chlorella als Vorstufen in der Terpenoidbiosynthese verwendet. Acetat wird aber wesentlich schneller inkorporiert als Leucin, was vielleicht darauf zurückzuführen ist, daß Leucin im Zytoplasma zu Acetat oder Mevalonsäure metabolisiert wird und dann in den Chloroplasten gelangt. Auch im tracer-kinetischen Experiment mit ¹⁴C-Acetat und ³H-Leucin läßt sich eine Vorstufen-Produkt-Beziehung für die Chlorophylle, Carotinoide und Chinone zeigen. Im Vergleich zu den Experimenten mit ¹⁴CO₂ zeigen die tracer-kinetischen Experimente mit ¹⁴C-Acetat und ³H-Leucin, daß die Chloroplasten-Isoprenoide wesentlich langsamer metabolisiert werden und ihre Umsatzraten mehr jenen entsprechen, die aus den ¹⁴C-Dekorporationskinetiken des ¹⁴CO₂-Experimentes resultieren. Es zeigt sich aber auch hier, daß jene Prenyl-Lipide, die direkt an der Photosynthese beteiligt sind, schneller metabolisiert werden. Daß die Chloroplasten-Isoprenoide in autotroph kultivierten Chlorellen einem ständigen turnover unterliegen, läßt sich auch sehr eindrucksvoll mit Hilfe der Deuterium-Inkorporation für die Carotine zeigen. Die aus der Deuterium-Inkorporation erhaltenen Umsätze der Carotine entsprechen in etwa denen, die sich aus ihrer Dekorporationskinetik im tracer-kinetischen Experiment mit [2-¹⁴C]-Acetat und [D-4,5-³H]-Leucin ergeben, zeigen allerdings, daß a-Carotin wesentlich schneller umgesetzt wird als ß-Carotin. Die Untersuchungen wurden durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Austausch mit der British Royal Society an K.H.G. unterstützt, wofür wir uns bedanken.     

Untersuchungen zur Autonomie des Chloroplasten in bezug auf seine Terpenoidbiosynthese

Isolierte Spinatchloroplasten mit einer photosynthetischen Aktivität von 280 μmol Sauerstoff je mg Chlorophyll und h und einer Intaktheit von 85 % wurden mit¹⁴C-markiertem CO₂, Phosphoglycerat, Phosphoenolpyruvat, Pyruvat, Acetat und Mevalonat für 60 min inkubiert und die Inkorporation von Radioaktivität in die Chlorophylle und Carotinoide untersucht. Alle verwendeten Substrate wurden vom Chloroplasten aufgenommen und Radioaktivität in die Chlorophylle inkorporiert. Auch die Carotinoide nehmen mit Ausnahme von Phosphoenolpyruvat Radioaktivität von den einzelnen Substraten auf. Aus den Inkorporationsexperimenten wird geschlossen, daß Chloroplasten in bezug auf ihre Terpenoidbiosynthese autonom sind. Chloroplasten sind somit in der Lage, aus im Calvin-Zyklus fixiertem CO₂ über Phosphoglycerinsäure und Pyruvat Acetyl-Coenzym-A zu synthetisieren. Acetyl-Coenzym-A kann dann einerseits direkt zur Biosynthese von Fettsäuren verwendet werden, andererseits aber auch zur Biosynthese von Carotinoiden und den isoprenoiden Seitenketten der Chinone und Chlorophylle. Die Untersuchungen wurden durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.     

An association between the acute phase response and patterns of antigen induced T cell proliferation in juvenile idiopathic arthritis

The aim of this research was to determine whether all memory T cells have the same propensity to migrate to the joint in patients with juvenile idiopathic arthritis. Paired synovial fluid and peripheral blood mononuclear cell proliferative responses to a panel of antigens were measured and the results correlated with a detailed set of laboratory and clinical data from 39 patients with juvenile idiopathic arthritis. Two distinct patterns of proliferative response were found in the majority of patients: a diverse pattern, in which synovial fluid responses were greater than peripheral blood responses for all antigens tested; and a restricted pattern, in which peripheral blood responses to some antigens were more vigorous than those in the synovial fluid compartment. The diverse pattern was generally found in patients with a high acute phase response, whereas patients without elevated acute phase proteins were more likely to demonstrate a restricted pattern. We propose that an association between the synovial fluid T cell repertoire and the acute phase response suggests that proinflammatory cytokines may influence recruitment of memory T cells to an inflammatory site, independent of their antigen specificity. Additionally, increased responses to enteric bacteria and the presence of αEβ7 T cells in synovial fluid may reflect accumulation of gut associated T cells in the synovial compartment, even in the absence of an elevated acute phase response. This is the first report of an association between the acute phase response and the T cell population recruited to an inflammatory site.     

Ligand-dependent differences in estrogen receptor beta-interacting proteins identified in lung adenocarcinoma cells corresponds to estrogenic responses

Background

A recent epidemiological study demonstrated a reduced risk of lung cancer mortality in breast cancer patients using antiestrogens. These and other data implicate a role for estrogens in lung cancer, particularly nonsmall cell lung cancer (NSCLC). Approximately 61% of human NSCLC tumors express nuclear estrogen receptor β (ERβ); however, the role of ERβ and estrogens in NSCLC is likely to be multifactorial. Here we tested the hypothesis that proteins interacting with ERβ in human lung adenocarcinoma cells that respond proliferatively to estradiol (E₂) are distinct from those in non-E₂-responsive cells.

Methods

FLAG affinity purification of FLAG-ERβ-interacting proteins was used to isolate ERβ-interacting proteins in whole cell extracts from E₂ proliferative H1793 and non-E₂-proliferative A549 lung adenocarcinoma cell lines. Following trypsin digestion, proteins were identified using liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Proteomic data were analyzed using Ingenuity Pathway Analysis. Select results were confirmed by coimmunoprecipitation.

Results

LC-MS/MS identified 27 non-redundant ERβ-interacting proteins. ERβ-interacting proteins included hsp70, hsp60, vimentin, histones and calmodulin. Ingenuity Pathway Analysis of the ERβ-interacting proteins revealed differences in molecular and functional networks between H1793 and A549 lung adenocarcinoma cells. Coimmunoprecipitation experiments in these and other lung adenocarcinoma cells confirmed that ERβ and EGFR interact in a gender-dependent manner and in response to E₂ or EGF. BRCA1 interacted with ERβ in A549 cell lines and in human lung adenocarcinoma tumors, but not normal lung tissue.

Conclusion

Our results identify specific differences in ERβ-interacting proteins in lung adenocarcinoma cells corresponding to ligand-dependent differences in estrogenic responses.

     

A covalently bound photoisomerizable agonist. Comparison with reversibly bound agonists at electrophorus electroplaques

After disulphide bonds are reduced with dithiothreitol, trans-3- (α-bromomethyl)-3’-[α- (trimethylammonium)methyl]azobenzene (trans-QBr) alkylates a sulfhydryl group on receptors. The membrane conductance induced by this “tethered agonist” shares many properties with that induced by reversible agonists. Equilibrium conductance increases as the membrane potential is made more negative; the voltage sensitivity resembles that seen with 50 [mu]M carbachol. Voltage- jump relaxations follow an exponential time-course; the rate constants are about twice as large as those seen with 50 μM carbachol and have the same voltage and temperature sensitivity. With reversible agonists, the rate of channel opening increases with the frequency of agonist-receptor collisions: with tethered trans-Qbr, this rate depends only on intramolecular events. In comparison to the conductance induced by reversible agonists, the QBr-induced conductance is at least 10-fold less sensitive to competitive blockade by tubocurarine and roughly as sensitive to “open-channel blockade” bu QX-222. Light-flash experiments with tethered QBr resemble those with the reversible photoisomerizable agonist, 3,3’,bis-[α-(trimethylammonium)methyl]azobenzene (Bis-Q): the conductance is increased by cis {arrow} trans photoisomerizations and decreased by trans {arrow} cis photoisomerizations. As with Bis-Q, ligh-flash relaxations have the same rate constant as voltage-jump relaxations. Receptors with tethered trans isomer. By comparing the agonist-induced conductance with the cis/tans ratio, we conclude that each channel’s activation is determined by the configuration of a single tethered QBr molecule. The QBr-induced conductance shows slow decreases (time constant, several hundred milliseconds), which can be partially reversed by flashes. The similarities suggest that the same rate-limiting step governs the opening and closing of channels for both reversible and tethered agonists. Therefore, this step is probably not the initial encounter between agonist and receptor molecules.     

Acute N-methyl-D,L-aspartate administration stimulates the luteinizing hormone releasing hormone pulse generator in the ovine fetus

To assess whether fetal luteinizing hormone releasing hormone (LH-RH) neurosecretory neurons have the capacity to respond to an exogenous stimulus, a synthetic excitatory amino acid analogue, N-methyl-D-L-aspartate (NMDA; 15 mg/kg), was given rapidly intravenously to 8 chronically catheterized fetuses (130-142 days of gestation; term 147 +/- 3 days). All 8 fetuses exhibited a rise in plasma ovine luteinizing hormone (oLH) and ovine follicle-stimulating hormone (oFSH) within 5 min. The mean maximal increments of oLH (2.25 +/- 0.36 ng/ml) and oFSH (1.21 +/- 0.32 ng/ml) were significantly greater than in 6 normal saline-injected controls (oLH p < 0.0002; oFSH p < 0.03). The secretion of ovine prolactin (oPRL) and ovine growth hormone (oGH) was unaffected. LH-RH (5 microg) evoked a greater oLH response (p < 0.0009) and a greater oFSH response (p < 0.03) than NMDA (n = 6). Desensitization of the fetal gonadotrope by a potent LH-RH agonist, D-Trp6Pro9NEt-LH-RH (10 microg/day i.v. x 4 days), abolished the fetal oLH and the oFSH response to NMDA (n = 5). Moreover, D, L-2-amino-5-phosphonovalerate, a specific competitive antagonist for the NMDA receptor, completely inhibited the fetal oLH and oFSH response to NMDA, whereas D-L-2-amino-5-phosphonovalerate alone did not affect the plasma oLH or oFSH levels, the gonadotropin response to LH-RH, or the release of oGH or oPRL (n = 3). In primary ovine fetal pituitary cell cultures, NMDA (10(-10) to 10(-6) M) had no effect on oLH, oFSH, oGH, or oPRL secretion, whereas LH-RH stimulated oLH (10(-8) M; p < 0.0004) and oFSH (10(-8) M; p < 0. 0001) release, evidence that NMDA did not have a direct pituitary effect. The results suggest that NMDA induces oLH and oFSH secretion by stimulation of the fetal LH-RH pulse generator and is mediated by central NMDA receptors. Fetal LH and FSH secretion and the response to LH-RH decrease in late gestation in the ovine and human fetus. The relative importance of sex steroid dependent and sex steroid independent central nervous system inhibition in this developmental change is unclear. It appears that central neural inhibition in addition to sex steroid negative feedback contributes to the decrease in fetal gonadotropin concentrations in late gestation. NMDA did not affect fetal oGH or oPRL secretion.