Neurohormonok, neuropeptidek szerepe az idegrendszer és az endokrin rendszer adaptatív működésének szabályozásában = The role of neurohormones and neuropeptides in the regulation of the adaptive function of the neural and endocrine system

Összefoglalás A vizsgált periodusban a vállalt feladat több neuropeptidnek mint a PACAP 38, orexin A és B endomorphin-1, a MERF, apelin-13, urocortin 1 , 2 és 3, valamint a ghrelinnek vizsgálata olyan idegrendszeri funkciókban mint a tanulás és memória, az állat mozgás aktivitásában uj környezetben, mint az open-field aktivitásban, és megszokott környezetben telemetriásan mérve, testhőmérséklet változásában, valamint a hypophysis-mellékvesekéreg rendszer aktivitásában. A hatások mechanizmusára vonatkozó vizsgálatokban annak kideritésére, hogy a kapott változásokban milyen transmitterek vesznek részt, az állatokat a megfelelő receptor blokkolókkal vagy antiserumokkal kezeltük és vizsgáltuk a neuropeptidek hatásában létrejövő változásokat. Az egyes neuropeptidek hyperthermiával kapcsolatos vizsgálataink során angol kutatókkal végzett kooperációban találtunk rá az isatinra, amely olyan lázcsillapitónak bizonyult, amely a prostaglandin után fejti ki hatását és amelynek egyes analogjai ezerszer erősebb lázcsillapitók mint az isatin maga. Ezek az eredmények jelenleg szabadalmaztatási eljárás alatt állnak. A részletekre vonatkozó eredmények a részletes részben találhatók. | In the reported period the aim was to find out the action of certain neuropeptides on such brain function as learning and memory, locomotion in nonfamiliar environment (open-field activity) and familiar environment, in the animals home cage, measured by telemetric measurement, body temperature and pituitary-adrenal function. The following neuropeptides were used: PACAP 38, orexin A and B, endomorphin-1, MERF, apelin-13, urocortin 1, 2 and 3 as well as ghrelin. In oder to learn the mechanism of action, the involvement of transmitters in the action of neuropeptides, different receptor blockers or antisera against peptide were utilized. During the study of the action of certain neuropeptides on body temperature, which was carried out collaboration with British partners, we discovered that isatin has strong antipyretic action and the action is located after the prostaglandin synthesis, because even the PG?induced higher temperature can be blocked by isatin. We have found that some analogues of isatin thousand times are more potent antipyretics than the isatin itself. These observation are under patenting procedure. The details are in the following section

Potent Chimeric Antimicrobial Derivatives of the Medicago truncatula NCR247 Symbiotic Peptide

In Rhizobium-legume symbiosis, the bacteria are converted into nitrogen-fixing bacteroids. In many legume species, differentiation of the endosymbiotic bacteria is irreversible, culminating in definitive loss of their cell division ability. This terminal differentiation is mediated by plant peptides produced in the symbiotic cells. In Medicago truncatula more than similar to 700 nodule-specific cysteine-rich (NCR) peptides are involved in this process. We have shown previously that NCR247 and NCR335 have strong antimicrobial activity on various pathogenic bacteria and identified interaction of NCR247 with many bacterial proteins, including FtsZ and several ribosomal proteins, which prevent bacterial cell division and protein synthesis. In this study we designed and synthetized various derivatives of NCR247, including shorter fragments and various chimeric derivatives. The antimicrobial activity of these peptides was tested on the ESKAPE bacteria; Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, and Escherichia coli as a member of Enterobacteriaceae and in addition Listeria monocytogenes and Salmonella enterica. The 12 amino acid long C-terminal half of NCR247, NCR247C partially retained the antimicrobial activity and preserved the multitarget interactions with partners of NCR247. Nevertheless NCR247C became ineffective on S. aureus, P. aeruginosa, and L. monocytogenes. The chimeric derivatives obtained by fusion of NCR247C with other peptide fragments and particularly with a truncated mastoparan sequence significantly increased bactericidal activity and altered the antimicrobial spectrum. The minimal bactericidal concentration of the most potent derivatives was 1.6 mu M, which is remarkably lower than that of most classical antibiotics. The killing activity of the NCR247-based chimeric peptides was practically instant. Importantly, these peptides had no hemolytic activity or cytotoxicity on human cells. The properties of these NCR derivatives make them promising antimicrobials for clinical use

Conserved CDC20 Cell Cycle Functions Are Carried out by Two of the Five Isoforms in Arabidopsis thaliana

The CDC20 and Cdh1/CCS52 proteins are substrate determinants and activators of the Anaphase Promoting Complex/Cyclosome (APC/C) E3 ubiquitin ligase and as such they control the mitotic cell cycle by targeting the degradation of various cell cycle regulators. In yeasts and animals the main CDC20 function is the destruction of securin and mitotic cyclins. Plants have multiple CDC20 gene copies whose functions have not been explored yet. In Arabidopsis thaliana there are five CDC20 isoforms and here we aimed at defining their contribution to cell cycle regulation, substrate selectivity and plant development.Studying the gene structure and phylogeny of plant CDC20s, the expression of the five AtCDC20 gene copies and their interactions with the APC/C subunit APC10, the CCS52 proteins, components of the mitotic checkpoint complex (MCC) and mitotic cyclin substrates, conserved CDC20 functions could be assigned for AtCDC20.1 and AtCDC20.2. The other three intron-less genes were silent and specific for Arabidopsis. We show that AtCDC20.1 and AtCDC20.2 are components of the MCC and interact with mitotic cyclins with unexpected specificity. AtCDC20.1 and AtCDC20.2 are expressed in meristems, organ primordia and AtCDC20.1 also in pollen grains and developing seeds. Knocking down both genes simultaneously by RNAi resulted in severe delay in plant development and male sterility. In these lines, the meristem size was reduced while the cell size and ploidy levels were unaffected indicating that the lower cell number and likely slowdown of the cell cycle are the cause of reduced plant growth.The intron-containing CDC20 gene copies provide conserved and redundant functions for cell cycle progression in plants and are required for meristem maintenance, plant growth and male gametophyte formation. The Arabidopsis-specific intron-less genes are possibly "retrogenes" and have hitherto undefined functions or are pseudogenes

Szimbiotikus eredetű, antimikrobiális típusú peptidek hatása Sinorhizobium meliloti baktériumra

A növényi eredetű NCR peptidek, melyek a bakteroidok terminális differenciálódását szabályozzák a szimbiotikus sejtekben, antimikrobiális in vitro aktivitása számos hasonlóságot mutat az AMP típusú molekulák által kiváltott hatásokhoz. Befolyással vannak a sejtmembrán összetételére és szerkezetére, gátolnak bizonyos transzkripciós elemeket és a fehérje szintézist. A bakteriális sejtmembránon pórusokat képezve növelik annak átjárhatóságát, töltésükből adódóan pedig felboríthatják a membrán nyugalmi potenciálját. A szabadon élő S. melilotiban az NCR kezelések hatására megfigyelt gén expressziós változások több esetben a gümőből izolált bakteroidokban is tapasztalhatók. Ezek a változások érintik a jelátviteli eseményeket, a membránban zajló folyamatokat, az energia ellátást biztosító rendszert, a transzkripciós és transzlációs apparátust egyaránt. Az in vitro és in planta hatások között megfigyelt nagyszámú különbség oka pedig, minden bizonnyal magyarázható a különböző NCR koncentrációkkal és/vagy a különböző peptid készletek jelenlétével a növényi sejtekben, és/vagy éppen a különböző környezeti/fiziológiás viszonyokkal. Az S. meliloti 1021 transzkriptom analízist és a kísérleti eredményeket összegezve és más baktériumokban különböző antimikrobiális ágensek hatására bekövetkező transkripcionális változásokkal összevetve elmondhatjuk, hogy az NCR peptidek főbb hatásmechanizmusa a bakteriális membrán fizikai, kémiai és szerkezeti összetételének megváltoztatása, membránpotenciál megzavarása, ugyakkor intracelluláris célpontjai is lehetnek, melyek blokkolják a transzkripciós és transzlációs folyamatokat, és in vivo a baktériumok sejtosztódását a növényi sejtekben

Anti-chlamydial effect of plant peptides

Even in asymptomatic cases of Chlamydia trachomatis infection, the aim of the antibiotic strategy is eradication of the pathogen so as to avoid the severe late sequelae, such as pelvic inflammatory disease, ectopic pregnancy, and tubal infertility. Although first-line antimicrobial agents have been demonstrated to be predominantly successful in the treatment of C. trachomatis infection, treatment failures have been observed in some cases. Rich source of antimicrobial peptides was recently discovered in Medicago species, which act in plants as differentiation factors of the endosymbiotic bacterium partner. Several of these symbiotic plant peptides have proved to be potent killers of various bacteria in vitro. We show here that 7 of 11 peptides tested exhibited antimicrobial activity against C. trachomatis D, and that the killing activity of these peptides is most likely due to their interaction with specific bacterial targets