Substrate specificity and the effect of calcium on Trypanosomabrucei metacaspase 2

Metacaspases are cysteine peptidases found only in yeast, plants and lower eukaryotes, including the protozoa. To investigate the extended substrate specificity and effects of Ca<sup>2+</sup> on the activation of these enzymes, detailed kinetic, biochemical and structural analyses were carried out on metacaspase 2 from Trypanosoma brucei (TbMCA2). These results reveal that TbMCA2 has an unambiguous preference for basic amino acids at the P<sub>1</sub> position of peptide substrates and that this is most probably a result of hydrogen bonding from the P<sub>1</sub> residue to Asp95 and Asp211 in TbMCA2. In addition, TbMCA2 also has a preference for charged residues at the P<sub>2</sub> and P<sub>3</sub>positions and for small residues at the prime side of a peptide substrate. Studies into the effects of Ca<sup>2+</sup> on the enzyme revealed the presence of two Ca<sup>2+</sup> binding sites and a reversible structural modification of the enzyme upon Ca<sup>2+</sup> binding. In addition, the concentration of Ca<sup>2+</sup> used for activation of TbMCA2 was found to produce a differential effect on the activity of TbMCA2, but only when a series of peptides that differed in P<sub>2</sub> were examined, suggesting that Ca<sup>2+</sup>activation of TbMCA2 has a structural effect on the enzyme in the vicinity of the S2 binding pocket. Collectively, these data give new insights into the substrate specificity and Ca<sup>2+</sup> activation of TbMCA2. This provides important functional details and leads to a better understanding of metacaspases, which are known to play an important role in trypanosomes and make attractive drug targets due to their absence in humans

Metabolic Alterations in Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in Mice: Effects of Prior Physical Exercise

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) induces significant reduction of the body mass concomitant to sickness behavior and anorexia. We investigated whether regular physical exercise prevents metabolic alterations associated with loss of the body mass occurring during an EAE inflammatory peak. Female C57BL/6 mice were assigned to the unexercised and exercise-trained groups. In four weeks, EAE was induced in half of the animals in each group, and the exercise protocol was maintained onto 10 days post-induction (10 dpi) completing 6 weeks of regular exercise (forced swimming). At 14 dpi, the relative mass of metabolic tissues, serum levels of triglycerides, cholesterol, and glucose, glycogen contents in the muscle and liver, and muscle levels of cytokines were measured. A significantly decreased clinical score associated with attenuation of the body mass loss in exercised EAE animals, as compared to the non-exercised ones, were observed. The associated metabolic parameters were not modified by this approach, although negative correlations between some parameters and clinical score at 14 dpi were observed. Although the prior program of aerobic exercise is capable of decreasing clinical score and body mass loss, it is not sufficient to crucially modify metabolic outcomes associated with inflammation at the EAE peak.Експериментальний аутоімунний енцефаломієліт (ЕАЕ) викликає істотне зменшення маси тіла, зумовлене хворобливою поведінкою та анорексією. Ми досліджували, чи можуть регулярні фізичні вправи запобігати метаболічним змінам і втраті маси тіла в перебігу запального періоду ЕАЕ. Миші-самиці лінії C57BL/6 були поділені на «нетреновану» та «треновану» групи. Через чотири тижні у половини тварин кожної групи індукували ЕАЕ, і протокол тренувань підтримувався ще 10 днів після індукції цього захворювання. Як тренування використовували примусове плавання. На 14-й день після індукції ЕАЕ у відповідній групі всі миші піддавались евтаназії; вимірювали відносну масу метаболічнозалежних тканин, рівні тригліцеридів, холестеролу та глюкози в сироватці крові, вміст глікогену в м’язах та печінці та рівні цитокінів у м’язах. У «тренованих» тварин з ЕАЕ виявлялося вірогідне зменшення оцінки інтенсивності захворювання порівняно з відповідним значенням у «нетренованих» мишей; це було асоційоване з обмеженням втрати маси тіла. У використаному варіанті експерименту зміни метаболічних параметрів у «тренованих» і «нетренованих» тварин істотно не розрізнялись, але на 14-й день спостерігалися негативні кореляції між деякими параметрами та клінічними оцінками. Отже, програма попереднього аеробного тренування здатна забезпечувати зменшення як клінічної інтенсивності ЕАЕ, так і відносної втрати маси тіла. Проте цей захід не є достатнім, щоб кардинально модифікувати метаболічні наслідки, пов’язані із запаленням на максимумі ЕАЕ