Neutron Spin Echo Spectroscopie als een unieke Probe voor Lipid Membrane Dynamics en membraan- eiwit  interacties

Lipidedubbellagen vormen de belangrijkste matrix van celmembranen en zijn het primaire platform voor uitwisseling van voedingsstoffen, eiwit-membraaninteracties en virale ontluiking, naast andere vitale cellulaire processen. Voor efficiënte biologische activiteit moeten celmembranen stijf genoeg zijn om de integriteit van de cel en zijn compartimenten te behouden, maar toch vloeibaar genoeg om membraancomponenten, zoals eiwitten en functionele domeinen, te laten diffunderen en interageren.

Deze delicate balans van elastische en vloeibare membraaneigenschappen , en hun impression op de biologische functie, vereisen een beter begrip van de collectieve membraandynamica over mesoscopische lengte- en tijdschalen van belangrijke biologische processen, bijv. membraanvervormingen en eiwitbindingsgebeurtenissen. Een van de technieken die dit dynamische bereik effectief kunnen onderzoeken, is neutronen-spin-echo (NSE)-spectroscopie.

In combinatie met deuteriumlabeling kan NSE worden gebruikt om direct toegang te krijgen tot buig- en diktefluctuaties, evenals mesoscopische dynamiek van geselecteerde membraankenmerken. Dit doc geeft een korte beschrijving van de NSE-techniek en schetst de procedures voor het uitvoeren van NSE-experimenten op liposomale membranen, inclusief particulars van monstervoorbereiding en deuteratieschema’s, samen met instructies voor het verzamelen en verminderen van gegevens.

Het artikel introduceert ook gegevensanalysemethoden die worden gebruikt om belangrijke membraanparameters te extraheren , zoals de buigstijfheidsmodulus, de gebiedsdrukmodulus en de viscositeit in het vlak. Om het biologische belang van NSE-onderzoeken te illustreren , worden geselecteerde voorbeelden van membraanfenomenen die door NSE zijn onderzocht, besproken, namelijk het impact van additieven op de buigstijfheid van het membraan, de impression van domeinvorming op membraanfluctuaties en de dynamische handtekening van membraan-eiwitinteracties

Individuele SARS-CoV-2- eiwitten begrijpen   voor gerichte ontwikkeling van geneesmiddelen tegen COVID-19

• SARS-CoV-2 veroorzaakt de COVID-19-pandemie die verantwoordelijk is voor miljoenen doden wereldwijd. Zelfs met effectieve vaccins zal het SARS-CoV-2-virus waarschijnlijk een greep houden in de menselijke populatie door lacunes in werkzaamheid en vaccinatie en het ontstaan ​​van nieuwe stammen . Daarom is het van cruciaal belang om te begrijpen hoe SARS-Cov-2 dergelijke wijdverbreide weefselbeschadiging veroorzaakt en om gerichte farmacologische behandelingen te ontwikkelen om dit virus te bestrijden en zich voor te bereiden op toekomstige uitbraken.
• Hierin vatten we de vooruitgang samen die tot nu toe is gemaakt door  in vitro of  in vivo  modellen te gebruiken om individuele SARS-CoV-2-eiwitten en hun pathogene mechanismen te onderzoeken. We hebben de SARS-CoV-2-eiwitten gegroepeerd in drie categorieën: gastheerinvoer, zelfwerkend en gastheerinteractie. Deze evaluation richt zich op de zelfwerkende en gastheer-interacterende SARS-CoV-2-eiwitten en vat de huidige kennis samen over hoe deze eiwitten virusreplicatie bevorderen en gastheersystemen verstoren, evenals geneesmiddelen die zich richten op deze virus- en interagerende gastheereiwitten.
• Veel van deze medicijnen zijn momenteel in klinische onderzoeken voor de behandeling van COVID-19. Toekomstige uitbraken van coronavirus zullen waarschijnlijk worden veroorzaakt door nieuwe virusstammen die de vaccins ontwijken door mutaties in eiwitten die de gastheer binnenkomen. Daarom is studie van individuele zelfwerkende en gastheer-interacterende SARS-CoV-2-eiwitten voor gerichte therapeutische interventies niet alleen essentieel voor de bestrijding van COVID-19, maar ook waardevol tegen toekomstige uitbraken van coronavirus.

Constructie van een Tremendous-Folder Fluorescent  Protein- Guided Secretory Expression System voor de productie van fosfolipase D in  Bacillus subtilis

Fosfolipiden (PL’s) zijn een van de belangrijkste ingrediënten in voedingsmiddelen en nutraceutica, cosmetica, landbouw en farmaceutische producten. Fosfolipase D (PLD) is een cruciaal enzym voor de biokatalytische synthese of modificatie van PL’s. Hier hebben we, om PLD efficiënter te bereiden, een PLD-expressie- en -secretiesysteem in Bacillus subtilis geconstrueerd   en een milieuvriendelijk reactiesysteem ontwikkeld.

Een niet-klassieke secretoire route waarbij een super-folder groen fluorescerend eiwit speelt als een N-terminaal gids-eiwit werd geïntroduceerd. Dit expressiesysteem kan niet alleen een snelle screening van expressiestammen op hoog niveau bereiken, maar kan ook de uitscheiding van de doeleiwitten bereiken. Onder optimale fermentatieomstandigheden was de enzymactiviteit van het kweekmedium 0,35 U/ml, wat 2,05 keer zo groot was als die van de Sec-secretieroute-stammen.

Ondertussen werden de effecten van verschillende organische oplosmiddelen in de bifasische reactiemedia vergeleken. De resultaten toonden aan dat bij gebruik van cyclopentylmethylether als de organische fase de uiteindelijke omzettingsgraad 96,9% bereikte. Het heeft een goed toepassingspotentieel getoond bij de synthese van fosfatidylserine, de foundation gelegd voor de synthese en toepassing van andere zeldzame en hoogwaardige PL’s en een referentie verschaft voor de productie van andere biokatalysatoren.

Immuuncontrolepunt B7-H3-  eiwitexpressie  is geassocieerd met een slechte uitkomst en androgeenreceptorstatus bij prostaatkanker

Achtergrond:  Nieuwe op immuuncheckpoints gebaseerde immunotherapieën kunnen gunstig zijn voor specifieke groepen prostaatkankerpatiënten die resistent zijn tegen andere behandelingen.

Methoden:  We analyseerden door middel van immunohistochemie de expressie van B7-H3, PD-L1/B7-H1 en androgeenreceptor (AR) in weefselmonsters van 120 prostaatadenocarcinoompatiënten behandeld met radicale prostatectomie in Spanje, en van 206 prostaatadenocarcinoompatiënten behandeld met radicale prostatectomie in Noorwegen.

Resultaten:  B7-H3-expressie correleerde positief met AR-expressie en was geassocieerd met biochemisch recidief in het Spaanse cohort, maar PD-L1-expressie correleerde met geen van beide. Bevindingen voor B7-H3 werden gevalideerd in het Noorse cohort, waar B7-H3-expressie positief correleerde met Gleason-graad, chirurgische marges, zaadblaasjesinvasie en CAPRA-S-risicogroep, en werd geassocieerd met klinisch recidief. Hoge B7-H3-expressie in het Noorse cohort was ook constant met positieve AR-expressie.

Conclusie:  Deze resultaten suggereren een duidelijke klinische relevantie van de twee immuuncheckpoint-eiwitten PD-L1 en B7-H3 bij prostaatkanker. Onze bevindingen benadrukken B7-H3 als een bruikbaar nieuw immuuncheckpoint-eiwit bij prostaatkanker.

Het naderen van  Protein  Obstacles: Opkomende Mechanismen van Replication pauzeren in eukaryoten

Tijdens nucleaire DNA-replicatie moeten multiproteïne-replisome-machines gezamenlijk de totale lengte van elk chromosoom doorlopen en dupliceren tijdens elke celcyclus. Op bepaalde genomische locaties komen replisomes in aanraking met strakke DNA-eiwitcomplexen en vertragen. Deze vorkpauze is een actief proces waarbij een eiwitbarrière wordt herkend door het naderende antwoord  through  een evolutionair geconserveerd Fork Pausing/Safety Complicated (FPC).

De werking van de FPC beschermt vorken tegen ineenstorting van zowel geprogrammeerde als onbedoelde eiwitbarrières, waardoor de integriteit van het genoom wordt bevorderd. Bovendien stimuleert FPC het DNA-replicatiecontrolepunt en reguleert het topologische overgangen nabij de replicatievork. Van eukaryote cellen is voorgesteld om fysiologisch geprogrammeerde vorkpauzes voor verschillende doeleinden te gebruiken, zoals het handhaven van het aantal kopieën op repetitieve loci, het voorkomen van ontmoetingen met replicatie-transcriptie, het reguleren van de kinetochoor-assemblage of het regelen van genconversiegebeurtenissen tijdens het schakelen van het paringstype.

Hier bespreken we het groeiende aantal benaderingen dat wordt gebruikt om replicatiepauzes in vivo  en  in vitro te bestuderen   , evenals de karakterisering van aanvullende factoren die recentelijk zijn gemeld om vorkpauzes in verschillende systemen te moduleren. In het bijzonder richten we ons op de positieve rol van topoisomerases bij het pauzeren van de vork. We beschrijven een mannequin waarin replisome progressie inherent voorzichtig is, die zorgt voor algemeen behoud van vorkstabiliteit en genoomintegriteit, maar ook gespecialiseerde functies op bepaalde loci kan uitvoeren. Bovendien belichten we klassieke en nieuwe openstaande vragen in het veld en stellen we locaties voor om ze aan te pakken. Gezien hoe weinig bekend is over het pauzeren van replisome bij eiwitbarrières in menselijke cellen, zijn er meer research nodig om te onderzoeken hoe geconserveerd deze mechanismen zijn.

Functionele inzichten in de hoogmoleculaire penicilline-bindende  eiwitten  van  Streptococcus agalactiae  onthuld door gendeletie en transposon-mutagenese-analyseTRANSLATE

Hoogmoleculaire penicilline-bindende eiwitten (PBP’s) zijn enzymen die de biosynthese van peptidoglycaan van de bacteriële celwand katalyseren. De Gram-positieve bacteriële pathogeen  Streptococcus agalactiae  (groep B  streptococcus of GBS) produceert vijf hoogmoleculaire PBP’s, namelijk PBP1A, PBP1B, PBP2A, PBP2B en PBP2X. Hiervan is alleen PBP2X essentieel voor de levensvatbaarheid van de cellen , terwijl de andere vier PBP’s afzonderlijk overbodig zijn. De biologische functie van de vier niet-essentiële PBP’s is slecht gekarakteriseerd in GBS. We hebben de  pbp1a ,  pbp1b ,  pbp2a en  pbp2b genen afzonderlijk van een genetisch goed gekarakteriseerde serotype V GBS-stam, en bestudeerden de fenotypen van de vier isogene mutante stammen. Vergeleken met de wild-type ouderstam (i) had geen van de  pbp  isogene mutante stammen een important groeidefect in THY-rijk medium, (ii) wasogene mutante stammen Δ pbp1a  en Δ pbp1b  hadden een important verhoogde gevoeligheid voor penicilline en ampicilline, en ( iii) isogene mutante stammen Δ pbp1a  en Δ pbp2b  hadden important langere ketenlengtes.

Met behulp van verzadigde transposon-mutagenese en transposon-insertieplaats-sequencing hebben we genen bepaald die essentieel zijn voor de levensvatbaarheid van wildtype GBS-stam en elk van de vier isogene  pbp-  deletiemutantstammen in THY-rijk medium. De  pbp1a  gen is essentieel voor de levensvatbaarheid van de cellen in de  pbp2b  verwijdering achtergrond . Omgekeerd  pbp2b  is essentieel in de  pbp1a  verwijdering achtergrond. Bovendien is het gen dat codeert voor RodA, een peptidoglycaanpolymerase dat samenwerkt met PBP2B, ook essentieel in de  pbp1a-deletieachtergrond  . Samen suggereren onze resultaten functionele overlap tussen PBP1A en PBP2B-RodA-complex in peptidoglycaanbiosynthese van GBS-celwand.

BELANG  Hoogmoleculaire penicillinebindende eiwitten (HMM-PBP’s) zijn enzymen die nodig zijn voor de biosynthese van bacteriële celwanden. Bacteriële pathogene groep B  streptokokken  (GBS) produceert vijf verschillende HMM-PBP’s. De biologische functies van deze eiwitten zijn niet goed gekarakteriseerd in GBS. In deze studie hebben we een uitgebreide deletie-analyse uitgevoerd van genen die coderen voor HMM-PBP’s in GBS. We ontdekten dat het verwijderen van bepaalde PBP-coderende genen de bacteriële gevoeligheid voor bètalactamantibiotica, de celmorfologie en de essentie van andere enzymen die betrokken zijn bij de peptidoglycaansynthese van de celwand , veranderde. De resultaten van onze studie werpen nieuw licht op de biologische functies van PBP’s in GBS.