Expression, purification, crystallization and preliminary crystallographic analysis of a putative Clostridium difficile surface protein Cwp19

Cwp19 is a putatively surface-located protein from Clostridium difficile. A recombinant N-terminal protein (residues 27–401) lacking the signal peptide and the C-terminal cell-wall-binding repeats (PFam04122) was crystallized using the sitting-drop vapour-diffusion method and diffracted to 2 Å resolution

Two transcription factors are necessary for iron homeostasis in a salt-dwelling archaeon

Because iron toxicity and deficiency are equally life threatening, maintaining intracellular iron levels within a narrow optimal range is critical for nearly all known organisms. However, regulatory mechanisms that establish homeostasis are not well understood in organisms that dwell in environments at the extremes of pH, temperature, and salinity. Under conditions of limited iron, the extremophile Halobacterium salinarum, a salt-loving archaeon, mounts a specific response to scavenge iron for growth. We have identified and characterized the role of two transcription factors (TFs), Idr1 and Idr2, in regulating this important response. An integrated systems analysis of TF knockout gene expression profiles and genome-wide binding locations in the presence and absence of iron has revealed that these TFs operate collaboratively to maintain iron homeostasis. In the presence of iron, Idr1 and Idr2 bind near each other at 24 loci in the genome, where they are both required to repress some genes. By contrast, Idr1 and Idr2 are both necessary to activate other genes in a putative a feed forward loop. Even at loci bound independently, the two TFs target different genes with similar functions in iron homeostasis. We discuss conserved and unique features of the Idr1–Idr2 system in the context of similar systems in organisms from other domains of life

Evolutionary Patterning: A Novel Approach to the Identification of Potential Drug Target Sites in Plasmodium falciparum

Malaria continues to be the most lethal protozoan disease of humans. Drug development programs exhibit a high attrition rate and parasite resistance to chemotherapeutic drugs exacerbates the problem. Strategies that limit the development of resistance and minimize host side-effects are therefore of major importance. In this study, a novel approach, termed evolutionary patterning (EP), was used to identify suitable drug target sites that would minimize the emergence of parasite resistance. EP uses the ratio of non-synonymous to synonymous substitutions (ω) to assess the patterns of evolutionary change at individual codons in a gene and to identify codons under the most intense purifying selection (ω≤0.1). The extreme evolutionary pressure to maintain these residues implies that resistance mutations are highly unlikely to develop, which makes them attractive chemotherapeutic targets. Method validation included a demonstration that none of the residues providing pyrimethamine resistance in the Plasmodium falciparum dihydrofolate reductase enzyme were under extreme purifying selection. To illustrate the EP approach, the putative P. falciparum glycerol kinase (PfGK) was used as an example. The gene was cloned and the recombinant protein was active in vitro, verifying the database annotation. Parasite and human GK gene sequences were analyzed separately as part of protozoan and metazoan clades, respectively, and key differences in the evolutionary patterns of the two molecules were identified. Potential drug target sites containing residues under extreme evolutionary constraints were selected. Structural modeling was used to evaluate the functional importance and drug accessibility of these sites, which narrowed down the number of candidates. The strategy of evolutionary patterning and refinement with structural modeling addresses the problem of targeting sites to minimize the development of drug resistance. This represents a significant advance for drug discovery programs in malaria and other infectious diseases

Reaktorpraktikum

Die Bedeutung der Kerntechnik hat in den letzten Jahren auf verschiedenen Gebieten stetig zugenommen und es ist notwendig, daß gut ausgebildete Fachleute für die zahlreichen, noch ungelösten Probleme dieser modernen Technik in hinreichender Anzahl zur Verfügung stehen. Neben guten theoretischen Kenntnissen ist auch eine Vertrautheit mit den experimentellen Verfahren erforderlich. Aus dieser Vorstellung heraus entstand dieses Reaktorpraktikum, das sich im wesentlichen an solche Personen wendet, die gute technische bzw. naturwissenschaftliche Grundlagen besitzen sowie über gewisse Grundkenntnisse in der Reaktorphysik verfügen, Ein weiterer Anstoß zu diesem Reaktorpraktikum waren die Erfahrungen, die der Herausgeber bei einem Studienaufenthalt im Argonne-National-Laboratorium sammeln konnte. Im ersten Teil des Praktikums lernt der Teilnehmer die grundlegende physikalische Meßtechnik für $\alpha$-, $\beta$- und $\gamma$-Strahlen sowie für Neutronen kennen. Auch die Versuche des zweiten Kapitels können in einem normalen kernphysikalischen Laboratorium durchgeführt werden. Sie machen mit wichtigen Begriffen wie Diffusionskonstante, Diffusionslänge und Wirkungsquerschnitt vertraut, Für diese Versuche wird eine gepulste Neutronenquelle verwendet, die eine elegante und schnelle Messung der genannten Größen zuläßt. In einer dritten Gruppe von Versuchen erfolgt eine praktische Einführung in das wichtige Gebiet der Reaktorkinetik mit Hilfe eines Analogrechners. Die beiden letzten Versuchsgruppen erfordern einen Reaktor. Bei der Durchführung des Praktikums stand hier der Forschungsreaktor MERLIN zur Verfügung, der in seiner Eigenschaft als Schwimmbadreaktor zu Ausbildungszwecken vorzüglich geeignet ist. Zunächst werden die Eigenschaften des Reaktors untersucht. Hierzu gehören Flußmessungen, Reaktivitätsmessungen sowie die Analyse der verschiedenen Aktivitäten in Luft und Wasser. Im letzten Kapitel schließlich findet man Beispiele für die Anwendung der Reaktorstrahlung sowie einige spezielle Meßmethoden