Magyarországi szikes vizek bakteriális biodiverzitásának megismerése, extremofil szervezetek polifázikus taxonómiai jellemzése = Bacterial biodiversity of Hungarian soda lakes and polyphasic taxonomic characterisation of extremophile microorganisms

Magyarországi szikes vizek mikrobaközösségeit szezonális mintavételezéseket követően tenyésztésen alapuló és tenyésztéstől független molekuláris biológiai diverzitás elemző módszerek együttes alkalmazásával vizsgáltuk 2002 és 2006 között. E vizsgálatok keretében betekintést nyertünk a Velencei-tó, a kiskunsági Kelemen-szék, Zab-szék és Böddi-szék, valamint a tiszántúli Nagy-vadas-tó és Fehér-szik vizének és üledékének aerob mikrobiális folyamataiban résztvevő baktériumközösségek faji összetételébe, a szikes (extrém) élőhelyekhez adaptálódott autochton alkalofil és halofil mikrobaközösségek szerkezetébe. Megismertük a törzsek anyagcsere potenciálját és ökológiai toleranciáját. 16S rRNS és dsrAB funkcionális gén egyidejű vizsgálatán alapuló kombinált eljárással feltártuk a szikes vizek nádasainak rizoszférájában élő anaerob szulfátredukáló baktériumközösségek eddig még ismeretlen faji struktúráját. Új mikrobiológiai módszerek (BIOLOG és DGGE) hazai bevezetésével és alkalmazásával összehasonlítottuk a különböző szikes vizek mikrobaközösségeinek szerkezetében és aktivitásában megnyilvánuló változásokat, következtetéseket vontunk le a mikrobaközösségek anyagforgalmi dinamikájára vonatkozóan. A tavi környezetek kémiai sajátosságainak figyelembevételével kifejlesztett szelektív táptalajokon több a tudományra nézve új extremofil baktérium taxont sikerült tenyésztésbe vonni és leírni. Megkezdődött a törzsek gyakorlati célú alkalmazása: erőművi pernye komposztálásos ártalmatlanítására. | Microbial communities of Hungarian soda lakes were studied by cultivation-based and cultivation-independent methods following seasonal samplings between 2002 and 2006. The species composition of aerobic bacterial communities and the structure of autochthonous alkaliphilic and halophilic microbial communities adapted to sodic (extreme) water and sediment habitats were investigated in Lake Velencei, in Kelemen-szék, Zab-szék and Böddi-szék (Kiskunság National Park), in Nagy-vadas and Fehér-szik (Tiszántúl region). The metabolic potential and ecological tolerance of the strains were also studied. A combined 16S rRNA and dsrAB gene based approach was applied to reveal the so far unknown species diversity of sulphate reducing bacteria inhabiting the reed rhizosphere of soda lakes. Novel microbiological methods (BIOLOG and DGGE) were introduced and used first in Hungary to compare the changes of the structure and activity of microbial communities originating from different soda lakes and to ascertain the possible contributions of microbial communities to the local carbon cycling. New selective media were developed considering the physico-chemical characteristics of the lakes from which several novel bacterial taxa were managed to cultivate and describe. Experiments have been started with some of these alkali-halophilic strains for their biotechnological application in compost production

Antinociceptív neurotranszmitterek / modulátorok hatásmechanizmusa: homológ és heterológ receptor kölcsönhatások vizsgálata és új, endogén peptid-kötőhelyek azonosítása = Neurochemical studies on neurotransmitters in pain regulation: identification of novel peptide binding sites and investigation of homologous and heterologous receptor interactions

Az antinocicepcióban kulcsszerepet játszó mu opioid receptor endogén ligandumának tekintett endomorfinok (1 és 2) kötőhelyeit karakterizáltuk biokémiai és autoradiográfiás módszerekkel. Megállapítottuk, hogy az endomorfin 1 két kötőhelyet ismer fel, amelyek közül a kis affinitású a klasszikus mu receptortól részben eltérő lokalizációval, ligandspecificitással bír és regulációja nem követi az ismert reakció utakat. Új, konformációsan gátolt endomorfin analógok kifejlesztésével módosítható volt a peptidek affinitása, szelektivitása. Világossá vált, hogy akár kismértékű szerkezeti módosítások is jelentős funkcionális eltéréseket eredményezhetnek. Az opioid és kannabinoid rendszer összefüggéseit vizsgáltuk molekuláris biológiai és biokémiai módszerekkel in vitro és in vivo. A legmarkánsabb változásokat a mu opioid receptorok esetében kaptunk, legfőképpen az előagyi és az agytörzsi területeken. Mind endogén CB1 agonista, mind CB2 antagonista befolyásolta a mu opioid receptor expresszióját és regulációját. A kannabisz és opioid rendszer közötti interakciók pontos mechanizmusainak feltárásával új kapuk nyílhatnak meg a fájdalomcsillapítás terápiás alkalmazásában a távolabbi jvőben | The endomorphins (1 and 2) are putative endogenous ligands for mu opioid receptors, which play a major role in antinociception. It was found, that endomorphin1 labels two distinct sites with partially different localization, ligand selectivity profiles. The regulation of its binding is not identical to that of the classical opioid ligands. The recently developed endomorphin analogs with constrained structure show changes in affinity and selectivy. Relatively small chemical modifications might lead to major changes in functional consequences. We investigated the interaction of the opioid system with several others related to nociception/antinociception. Among them, the occurrence of possible changes in mRNA expression and in functional activity of opioid receptors after acute in vivo and in vitro treatments with cannabinoids were studied. Wild-type, CB1 knockout mice and CB2 receptor deficient animals were among the the subjects of the study. We examined the changes of opioid receptor?s mRNA levels by using real-time PCR, analyzed the capability of mu-, delta and kappa opioid agonists to activate G-proteins and investigated mu-opioid receptors binding properties by using competition assays. Our data show changes in the expression and functional integrity of mu opioid receptors in forebrain, cerebellum and brainstem after different cannabinoid treatments. A better knowledge of the observed interactions may lead to exciting therapeutic possibilities in a long term

In vitro binding and functional studies of Ac-RYYRIK-ol and its derivatives, novel partial agonists of the nociceptin/orphanin F/Q receptor.

Following the discovery of nociceptin/orphanin FQ (N/OFQ) peptide receptor (NOP) and its endogenous ligand, an extensive search has started to find selective agonists and antagonists targeting this novel receptor-ligand system due to their therapeutic potentials. By the help of the combinatorial chemistry a series of hexapeptides with a general formula of Ac-RYY-R/K-W/I-R/K-NH(2) having high NOP receptor affinity and selectivity were identified. On the basis of this information we developed a number of novel compounds. The detailed structure-activity studies on the partial agonist Ac-RYYRIK-NH(2) are reported in this communication. Besides the modifications on N- and C-terminal, Arg-Cit exchange was performed on the template structure. The novel hexapeptides were analyzed in radioligand binding, functional biochemical [(35)S]GTPgammaS binding assays by using membranes from rat brains and Chinese hamster ovary cells expressing human NOP receptor. The agonist/antagonist properties were also tested on in the mouse vas deferens bioassay. C-terminal modification yielded a high affinity, selective and potent NOP ligand (Ac-RYYRIK-ol) with a partial agonist property. Several analogs of this compound were synthesized. The presence of the positively charged arginine residue at the first position turned out to be crucial for the biological activity of the hexapeptide. The N-terminal modifications with various acyl groups (ClAc, pivaloyl, formyl, benzoyl, mesyl) decreased the affinity of the ligand towards the receptor and the intrinsic activity for stimulating the G-protein activation was also decreased. The structure-activity studies on the hexapeptide derivatives provided some basic information on the structural requirements for receptor binding and activation

The effects of estrogen on the α2-adrenergic receptor subtypes in rat uterine function in late pregnancy in vitro

Aim To assess the effect of 17β-estradiol pretreatment on the function and expression of α2- adrenergic receptors (ARs) subtypes in late pregnancy in rats. Methods Sprague-Dawley rats (n = 37) were treated with 17β-estradiol for 4 days starting from the 18th day of pregnancy. The myometrial expression of the α2-AR subtypes was determined by real time polymerase chain reaction and Western blot analysis. In vitro contractions were stimulated with (-)-noradrenaline, and its effect was modified with the selective antagonists BRL 44408 (α2A), ARC 239 (α2B/C), and spiroxatrine (α2A). The cyclic adenosine monophosphate (cAMP) accumulation was also measured. The activated G-protein level was investigated by guanosine 5’-O-[gamma-thio]triphosphate (GTPγS) binding assay. Results 17β-estradiol pretreatment decreased the contractile effect of (-)-noradrenaline via the α2-ARs, and abolished the contractile effect via the α2B-ARs. All the α2-AR subtypes’ mRNA was significantly decreased. 17β-estradiol pretreatment significantly increased the myometrial cAMP level in the presence of BRL 44408 (P = 0.001), ARC 239 (P = 0.007), and spiroxatrine (P = 0.045), but did not modify it in the presence of spiroxatrine + BRL 44408 combination (P = 0.073). It also inhibited the G-protein-activating effect of (-)-noradrenaline by 25% in the presence of BRL 44408 + spiroxatrine combination. Conclusions The expression of the α2-AR subtypes is sensitive to 17β-estradiol, which decreases the contractile response of (-)-noradrenaline via the α2B-AR subtype, and might cause changes in G-protein signaling pathway. Estrogen dysregulation may be responsible for preterm labor or uterine inertia via the α2-AR

Mikrobiális anyagcsere aktivitás-mintázat és mikorrhiza gomba kolonizáció elemzése három szikes tó melletti talaj rizoszférában

A szikes talajok szélsőséges vízháztartásuk, nagy sótartalmuk és alkalikus kémhatásuk miatt az élőlények alkalmazkodását alaposan próbára teszik. A talaj mikrobiális közösség katabolikus aktivitás mintázatát hasonlítottuk össze három szikes tó, a Böddi-szék, a Kelemen-szék és a Zab-szék (Felső-Kiskunsági szikes tavak) partközeli vegetációjának rizoszférájában az iszaptól a zsiókáson és a mézpázsiton keresztül a homoki legelőig. Feltételeztük, hogy a szikes jellegben és a növényzetben meglévő különbségek a mikrobiális közösségre is hatást gyakorolnak. Kezdeti eredményeink azt mutatták, hogy a szubsztrát hasznosítási mintázat alapján az egyes minták jól elkülönültek egymástól. Az alaprespiráció elsősorban a talaj humusztartalmával mutatott szoros összefüggést. A katabolikus aktivitás mintázatokat 5 szubsztrát alapján a gázkromatográfiás SIR méréssel a pH és EC, míg 15 szubsztrát alapján mikrorespirációval a pH és humusztartalom szignifikánsan befolyásolta, a növényzet közvetlen hatása kevésbé volt igazolható. A szélsőséges talajtulajdonságokkal jellemezhető élőhelyeken, mint amilyenek a szikesek, a növények túlélésében az arbuszkuláris mikorhiza (AM) gombák fontos szerepet játszanak. Az AM gombák kolonizációjában jelentős különbség adódott két domináns növényfaj, a sziki őszirózsa és a sziki mézpázsit között, az előbbi jóval erőteljesebb kolonizációt mutatott. Ugyanazon növényfaj AM kolonizációja a három területen eltérő volt, ami nem magyarázható a talaj tulajdonságokkal. A kutatást az OTKA (K 108572) támogatta. | Adaptation of organisms to the extreme water regime, salt content and alkalinity characterized by saline-sodic soils is a great challenge. We have compared the catabolic activity patterns of soil microbial communities of the rhizosphere at three soda ponds, Böddi-szék, Kelemen-szék and Zab-szék from the sediment of the lake through others vegetation to the sodic pasture. It was assumed that differences in soil sodicity and vegetation characteristics would affect soil microbial community. The preliminary results showed that the samples from different locations could be divided by their substrate utilization patterns. The soil basal respiration was correlated primarily with the soil organic carbon. The soil community level catabolic profiles were significantly affected by soil pH and EC by gas chromatographic SIR with 5 substrates while by pH and humus content by microrespiration using 15 substrates. Arbuscular mycorrhizal (AM) fungal colonization have essential role in the survival of plants in habitats characterized by extreme soil conditions, as in the salt-affected soils. Large difference was found between the two dominant plant species sea aster (Tripolium pannonicum) and alkali grass (Puccinellia limosa) in the AM fungal colonization characteristics, showing a much stronger colonization by the previous one. The AM fungal colonization of the same plant species was different at the three sites, which could not be explained by the soil properties

The effect of increased NaCl intake on rat brain endogenous mu-opioid receptor signalling

Numerous studies demonstrate the significant role of central -endorphin and its receptor, the mu-opioid receptor (MOR), in sodium intake regulation. The present study aimed to investigate the possible relationship between chronic high-NaCl intake and brain endogenous MOR functioning. We examined whether short-term (4 days) obligatory salt intake (2% NaCl solution) in rats induces changes in MOR mRNA expression, G-protein activity and MOR binding capacity in brain regions involved in salt intake regulation. Plasma osmolality and electrolyte concentrations after sodium overload and the initial and final body weight of the animals were also examined. After 4 days of obligatory hypertonic sodium chloride intake, there was clearly no difference in MOR mRNA expression and G-protein activity in the median preoptic nucleus (MnPO). In the brainstem, MOR binding capacity also remained unaltered, although the maximal efficacy of MOR G-protein significantly increased. Finally, no significant alterations were observed in plasma osmolality and electrolyte concentrations. Interestingly, animals that received sodium gained significantly less weight than control animals. In conclusion, we found no significant alterations in the MnPO and brainstem in the number of available cell surface MORs or de novo syntheses of MOR after hypertonic sodium intake. The increased MOR G-protein activity following acute sodium overconsumption may participate in the maintenance of normal blood pressure levels and/or in enhancing sodium taste aversion and sodium overload-induced anorexia

Design, Synthesis and Biological Evaluation of Two Opioid Agonist and Ca 2.2 Blocker Multitarget Ligands.

N-type voltage-dependent Ca2+ channels (CaV 2.2) are located at nerve endings in the central and peripheral nervous systems and are strongly associated with the pathological processes of cerebral ischaemia and neuropathic pain. CaV 2.2 blockers such as the omega-conotoxin MVIIA (Prialt) are analgesic and have opioid-sparing effects. With the aim to develop new multitarget analgesic compounds, we designed the first omega-conotoxin/opioid peptidomimetics based on the enkephalin-like sequence Tyr-D-Ala-Gly-Phe (for the opioid portion) and two fragments derived from the loop-2 pharmacophore of omega-conotoxin MVIIA. Antinociceptive activity evaluated in vitro and in vivo revealed differential affinity for CaV 2.2 and opioid receptors and no significant synergistic activity