Import peroxisomaler Matrixproteine über die Ustilago maydis Rezeptoren Pex5a, Pex5b und Pex7

Peroxisomen sind von einer einfachen Membran umschlossene Organellen, die in den meisten eukaryotischen Zellen vorkommen. Sie sind essentiell für den Abbau von Fettsäuren und entgiften das dabei entstehende Wasserstoffperoxid. Peroxisomen und ihr enzymatischer Inhalt passen sich an die Umgebungsbedingungen und den Lebenszyklus an. Dabei können sich diese Organellen sogar so weit spezialisieren, dass sie neue Funktionen übernehmen. Trotz ihrer Diversität ist das Importsystem, mit dem lösliche Proteine aus dem Zytosol in die Peroxisomen transportiert werden, hoch konserviert. Peroxisomale Matrixproteine werden im Zytosol translatiert und im gefalteten Zustand von einem löslichen Rezeptor in die Peroxisomen importiert. Die Erkennung erfolgt dabei über peroxisomale Targeting-Signale (PTS). Diese Signale befinden sich entweder nahe des N-terminalen Endes (PTS2) oder am C-terminalen Ende (PTS1) des Proteins und werden von dem PTS2-Rezeptor Pex7 oder dem PTS1-Rezeptor Pex5 gebunden. Im Folgenden wird das geladene Matrixprotein, das Cargo, zur peroxisomalen Membran gebracht und in die Matrix transloziert. Abschließend werden die Rezeptoren recycelt und stehen für eine neue Importrunde zur Verfügung. Der phytopathogene Basidiomycet Ustilago maydis weist zwei Pex5 und ein Pex7 auf. Der Phänotyp einer pex5b-Deletionsmutante ist prominenter als der einer pex5a-Deletion. Beide Mutanten zeigen eine reduzierte Filamentbildung, verminderte Virulenz und ein eingeschränktes Wachstum auf Fettsäuren. Im Verlauf dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass sowohl Pex5a als auch Pex5b essentiell für die Verstoffwechselung von Fettsäuren sind, während der PTS2-Rezeptor unter diesen Bedingungen nicht benötigt wird. In einer bioinformatischen Analyse konnten PTS2-Proteine identifiziert werden, wobei von vielen keine Funktion bekannt ist und einige zusätzliche Zielsteuerungssignale aufweisen. Der überwiegende Teil der peroxisomalen Matrixenzyme erreicht dieses Organell über die PTS1-Rezeptoren. Bei Lokalisationsuntersuchungen von PTS1-Proteinen fiel auf, dass diese immer im Zytosol verbleiben, wenn pex5b deletiert war. Auf einige traf das auch nach Deletion von pex5a zu, obwohl diese Proteine in Wildtyp-Zellen peroxisomale Lokalisierung zeigten. Folglich werden für den Import mancher PTS1-Proteine sowohl Pex5a als auch Pex5b benötigt. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Pex5a nur in Anwesenheit von Pex5b den Importzyklus durchlaufen kann und dass diese Abhängigkeit über die N-terminale Domäne (NTD) von Pex5b vermittelt wird. Die NTD von Pex5b enthält auch die Pex7-bindende Domäne und ist für den Pex7-vermittelten PTS2-Import essentiell. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Cargo-Pex5-Interaktion nicht ausschließlich über die PTS1-Bindetasche von Pex5 vermittelt wird und so zusätzlich zwischen Cargos diskrimiert werden könnte. Da pex5a und pex5b außerdem während des Lebenszyklus von U. maydis differentiell exprimiert werden, legt dies nahe, dass Pex5a und Pex5b als Regulatoren des peroxisomalen Proteoms fungieren. Dabei könnten sie das enzymatische Repertoire der Peroxisomen an den durch die Umgebungsbedingungen bestimmten Bedarf anpassen

IDENTIFICATION OF TOUCHDOWN AND TOE-OFF IN TURF-SPORT SPECIFIC MOVEMENTS USING KINEMATIC DATA

The accurate determination of touchdown and toe-off during the stance phase in human locomotion is important for further motion analysis. The aim of this study was to evaluate the accuracy of using kinematic data to detect these events and therefore ground contact time of movements on artificial turf. Seven athletes performed five different turf-sport specific movements in which a single contact was made on a force plate (1000 Hz), while kinematic data of six markers were recorded (CODA, 400 Hz). A force threshold (20N) was set to determine the events of the touchdown and toe-off for the kinetic data. Comparison was made between the kinetic and kinematic derived event times. The errors between the kinetic and kinematic data ranged from 1.6 to 3.4% for the acceleration, hurdle hop and a turn with change of direction of 135°. It was concluded that kinematic data can accurately determine touchdown and toe-off events for certain movements on artificial turf

Fine‐tuned photochromic sulfonylureas for optical control of beta cell Ca ²⁺ fluxes

We previously developed, synthesized and tested light-activated sulfonylureas for optical control of KATP channels and pancreatic beta cell activity in vitro and in vivo. Such technology relies on installation of azobenzene photoswitches onto the sulfonylurea backbone, affording light-dependent isomerization, alteration in ligand affinity for SUR1 and hence KATP channel conductance. Inspired by molecular dynamics simulations and to further improve photoswitching characteristics, we set out to develop a novel push-pull closed ring azobenzene unit, before installing this on the sulfonylurea glimepiride as a small molecule recipient. Three fine-tuned, light-activated sulfonylureas were synthesized, encompassing azetidine, pyrrolidine and piperidine closed rings. Azetidine-, pyrrolidine- and piperidine-based sulfonylureas all increased beta cell Ca2+ -spiking activity upon continuous blue light illumination, similarly to first generation JB253. Notably, the pyrrolidine-based sulfonylurea showed superior switch OFF performance to JB253. As such, third generation sulfonylureas afford more precise optical control over primary pancreatic beta cells, and showcase the potential of pyrrolidine-azobenzenes as chemical photoswitches across drug classes

Enzyme self-label-bound ATTO700 in single-molecule and super-resolution microscopy

Herein, we evaluate near-infrared ATTO700 as an acceptor in SNAP- and Halo-tag protein labelling for Förster Resonance Energy Transfer (FRET) by ensemble and single molecule measurements. Microscopy of cell surface proteins in live cells is perfomed including super-resolution stimulated emission by depletion (STED) nanoscopy

Evaluierung des Förderungsprogramms KMU.DIGITAL Modul Beratung (WKÖ) und Modul Umsetzung (AWS). Synthesebericht.

Die vorliegende Analyse betrifft die Evaluierung des Förderungsprogramms KMU.DIGITAL mit den beiden Modulen Beratung und Umsetzung seit dem Programm-Relaunch KMU.DIGITAL 2.0 (September 2019 bis Dezember 2022). Das Evaluierungsziel liegt in der Beurteilung des Programms hinsichtlich Wirkung und Reichweite sowie evidenzbasierten Empfehlungen für die Fortführung und künftige Ausgestaltung des Programms. Der Evaluierungszeitraum erstreckte sich von Jänner bis Juli 2023

Evaluation of KMU.DIGITAL Module Consulting (WKÖ) and Module Implementation (AWS). Synthesis Report

Die vorliegende Analyse betrifft die Evaluierung des Förderungsprogramms KMU.DIGITAL mit den beiden Modulen Beratung und Umsetzung seit dem Programm-Relaunch KMU.DIGITAL 2.0 (September 2019 bis Dezember 2022). Das Evaluierungsziel liegt in der Beurteilung des Programms hinsichtlich Wirkung und Reichweite sowie evidenzbasierten Empfehlungen für die Fortführung und künftige Ausgestaltung des Programms. Der Evaluierungszeitraum erstreckte sich von Jänner bis Juli 2023

Hypothalamic and brainstem glucose-dependent insulinotropic polypeptide receptor neurons employ distinct mechanisms to affect feeding

Central glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) receptor (GIPR) signaling is critical in GIP-based therapeutics’ ability to lower body weight, but pathways leveraged by GIPR pharmacology in the brain remain incompletely understood. We explored the role of Gipr neurons in the hypothalamus and dorsal vagal complex (DVC) — brain regions critical to the control of energy balance. Hypothalamic Gipr expression was not necessary for the synergistic effect of GIPR/GLP-1R coagonism on body weight. While chemogenetic stimulation of both hypothalamic and DVC Gipr neurons suppressed food intake, activation of DVC Gipr neurons reduced ambulatory activity and induced conditioned taste avoidance, while there was no effect of a short-acting GIPR agonist (GIPRA). Within the DVC, Gipr neurons of the nucleus tractus solitarius (NTS), but not the area postrema (AP), projected to distal brain regions and were transcriptomically distinct. Peripherally dosed fluorescent GIPRAs revealed that access was restricted to circumventricular organs in the CNS. These data demonstrate that Gipr neurons in the hypothalamus, AP, and NTS differ in their connectivity, transcriptomic profile, peripheral accessibility, and appetite-controlling mechanisms. These results highlight the heterogeneity of the central GIPR signaling axis and suggest that studies into the effects of GIP pharmacology on feeding behavior should consider the interplay of multiple regulatory pathways

Optical control of a receptor-linked guanylyl cyclase using a photoswitchable peptidic hormone

The photoswitchable peptidomimetic hormone TOP271 allows the precise optical control of cGMP generation via the receptor-linked enzyme NPR-A in explanted aortic rings and islets of Langerhans.</p