Characterisation of a common hotspot variant in acute intermittent porphyria sheds light on the mechanism of hydroxymethylbilane synthase function

Hydroxymethylbilane synthase (HMBS) is the third enzyme involved in haem biosynthesis, in which it catalyses the formation of tetrapyrrole 1-hydroxymethylbilane (HMB). In this process, HMBS binds four consecutive substrate molecules, creating the enzyme-intermediate complexes ES, ES2, ES3 and ES4. Pathogenic variants in the HMBS gene are associated with the dominantly inherited disorder acute intermittent porphyria. In this study, we have characterised the p.R26H variant to shed light on the role of Arg26 in the elongation mechanism of HMBS and to provide insights into its effect on the enzyme. With selected biophysical methods, we have been able to show that p.R26H forms a single enzyme-intermediate complex in the ES2-state. We were also able to demonstrate that the p.R26H variant results in an inactive enzyme, which is unable to produce the HMB product.publishedVersio

Structure of transmembrane prolyl 4-hydroxylase reveals unique organization of EF and dioxygenase domains

Prolyl 4-hydroxylases (P4Hs) catalyze post-translational hydroxylation of peptidyl proline residues. In addition to collagen P4Hs and hypoxia-inducible factor P4Hs, a third P4H—the poorly characterized endoplasmic reticulum–localized transmembrane prolyl 4-hydroxylase (P4H-TM)—is found in animals. P4H-TM variants are associated with the familiar neurological HIDEA syndrome, but how these variants might contribute to disease is unknown. Here, we explored this question in a structural and functional analysis of soluble human P4H-TM. The crystal structure revealed an EF domain with two Ca2+-binding motifs inserted within the catalytic domain. A substrate-binding groove was formed between the EF domain and the conserved core of the catalytic domain. The proximity of the EF domain to the active site suggests that Ca2+ binding is relevant to the catalytic activity. Functional analysis demonstrated that Ca2+-binding affinity of P4H-TM is within the range of physiological Ca2+ concentration in the endoplasmic reticulum. P4H-TM was found both as a monomer and a dimer in the solution, but the monomer–dimer equilibrium was not regulated by Ca2+. The catalytic site contained bound Fe2+ and N-oxalylglycine, which is an analogue of the cosubstrate 2-oxoglutarate. Comparison with homologous P4H structures complexed with peptide substrates showed that the substrate-interacting residues and the lid structure that folds over the substrate are conserved in P4H-TM, whereas the extensive loop structures that surround the substrate-binding groove, generating a negative surface potential, are different. Analysis of the structure suggests that the HIDEA variants cause loss of P4H-TM function. In conclusion, P4H-TM shares key structural elements with other P4Hs while having a unique EF domain.publishedVersio

Acute Intermittent Porphyria: An Overview of Therapy Developments and Future Perspectives Focusing on Stabilisation of HMBS and Proteostasis Regulators

Acute intermittent porphyria (AIP) is an autosomal dominant inherited disease with low clinical penetrance, caused by mutations in the hydroxymethylbilane synthase (HMBS) gene, which encodes the third enzyme in the haem biosynthesis pathway. In susceptible HMBS mutation carriers, triggering factors such as hormonal changes and commonly used drugs induce an overproduction and accumulation of toxic haem precursors in the liver. Clinically, this presents as acute attacks characterised by severe abdominal pain and a wide array of neurological and psychiatric symptoms, and, in the long-term setting, the development of primary liver cancer, hypertension and kidney failure. Treatment options are few, and therapies preventing the development of symptomatic disease and long-term complications are non-existent. Here, we provide an overview of the disorder and treatments already in use in clinical practice, in addition to other therapies under development or in the pipeline. We also introduce the pathomechanistic effects of HMBS mutations, and present and discuss emerging therapeutic options based on HMBS stabilisation and the regulation of proteostasis. These are novel mechanistic therapeutic approaches with the potential of prophylactic correction of the disease by totally or partially recovering the enzyme functionality. The present scenario appears promising for upcoming patient-tailored interventions in AIP.publishedVersio

Perunan tyvimädän tunnistaminen infektiossa vapautuvien yhdisteiden perusteella

Erwinia-bakteerien aiheuttama tyvi- ja märkämätä on yksi pahimmista tautiongelmista perunantuotannossa. Tyvimätä on emomukulasta alkavaa ja siitä perunan varsiin leviävää mätänemistä, kun taas mukuloiden mätänemistä kutsutaan märkämädäksi. Mukuloita pilaava märkämätä aiheuttaa vuosittain suuria varastohävikkejä niin siemen- kuin ruokaperunatuotannossa. Taudin tekee erityisen ongelmalliseksi taudinaiheuttajien leviäminen oireettomana siemenmukulassa kasvikaudesta toiseen. Näkyvät tyvimädän oireet alkavat kehittyä vasta, kun mukulassa on riittävästi bakteerisoluja. Erwinia-bakteerien infektioiden yhteydessä vapautuu haihtuvia yhdisteitä, jotka ovat näille bakteereille ominaisia. Jos nämä yhdisteet voidaan mitata ja määrittää luotettavasti, piilevän tyvimädän infektio voidaan havaita ennen oireiden ilmenemistä ja koko perunaerän/-varaston saastumista tai pilaantumista.MTT Pohjois-Pohjanmaan tutkimusaseman, Turun yliopiston elintarvikekemian laboratorion, fysiikan laitoksen optiikan laboratorion ja Gasera Oy:n yhteistyönä toteuttaman tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, voidaanko piilevä tyvimätä havaita Erwinia-bakteerien infektion yhteydessä vapautuvien haihtuvien yhdisteiden perusteella ennen näkyvien oireiden ilmenemistä. Perunalajikkeen Asterix mukuloita saastutettiin keinotekoisesti Erwinia carotovora alalaji atroseptica -bakteerilla ja säilytettiin huoneen- tai varastolämpötilassa. Haihtuvia yhdisteitä kerättiin eri ajankohtina ja analysoitiin SPME-GC-MS- ja FTIR -menetelmillä. Molemmilla menetelmillä voitiin osoittaa selvä ero terveestä ja Erwi-nia-bakteerilla saastutetusta perunasta vapautuvien haihtuvien yhdisteiden välillä. SPME-GC-MS –menetelmällä ero havaittiin 15-18 ja FTIR-menetelmällä 12-18 tunnin kuluttua saastutuksesta, kun perunat säilytettiin huoneenlämpötilassa (21-23 ºC). Näkyvät mätänemisen oireet alkoivat ilmetä 48 tunnin kuluttua saastutuksesta. Samanlainen selvä ero havaittiin saastutettujen ja saastuttamattomien perunoiden haihtuvissa yhdisteissä, kun perunoita säilytettiin varastolämpötilassa (5 ºC). Inkubointiajan jatkuessa sekä haihtuvien yhdisteiden määrä että pitoisuudet kasvoivat. Saastuttamattomissa kontrollimukuloissa samoja haihtuvia yhdisteitä ei havaittu.Sekä SPME-GC-MS- että FTIR –menetelmät soveltuivat perunoista vapautuvien haihtuvien yh-disteiden määritykseen laboratorio-oloissa, sillä molemmilla menetelmillä voitiin osoittaa selvä ero terveen ja Erwinia-bakteerilla saastutetun perunan välillä ennen näkyvien oireiden ilmenemistä. Menetelmien optimoinnilla ja validoinnilla voidaan saada tarkempia tuloksia mm. yhdisteiden absoluuttisista pitoisuuksista. Kumpikaan menetelmä ei sellaisenaan sovellu piilevän tyvimädän tunnistamiseen tuotanto-oloissa, mutta näillä menetelmillä voidaan kerätä aineistoa, joka mahdollistaa kenttäkelpoisen sovelluksen kehittämisen

Merkkiaineet ikääntyvien ravitsemustilan määrittämisessä ja kliinisen ravintovalmisteen vaikutus ravitsemustilaan

201

Mahdollisuudet Suomelle : Kansliapäälliköiden viestit hallitusvaihdokseen

Mahdollisuudet Suomelle on ministeriöiden kansliapäälliköiden yhteinen virkamiesnäkemys avainkysymyksistä kahdelle seuraavalle hallituskaudelle. Asiakirjassa on tunnistettu keskeisiä haasteita sekä niihin liittyviä ratkaisujen suuntia. Kansliapäälliköiden näkemyksen mukaisesti tulevan kahden vaalikauden hallituksilla on edessään seuraavat viisi toisiinsa kytkeytyvää haastetta, jotka edellyttävät päätöksiä: (1) vihreässä siirtymässä on edettävä nopeasti, (2) julkista taloutta on tasapainotettava merkittävästi ja (3) molemmat näistä on tehtävä oikeudenmukaisesti ja yhdenvertaisuutta edistäen, (4) talouskasvun edellytyksiä on vahvistettava ja (5) Suomen turvallisuus ja kriisinkestävyys vaativat lisätoimia. Asiakirjan keskeisin talouspoliittinen sanoma on se, että talouskasvun edellytyksiä parantavat uudistukset käynnistetään nopeasti, sillä vaikutukset ovat viiveisiä. Samalla aloitetaan julkisen talouden tasapainottaminen. Julkisen talouden tasapainoa tulee tavoitella kahden vaalikauden aikana. Talouskasvua ei tavoitella hinnalla millä hyvänsä, vaan sen sijaan panostetaan vihreään siirtymään. Asiakirjassa esitetään 15 pääviestiä ja niihin liittyviä ratkaisujen suuntia, jotka tarjoavat eväitä vaalikeskusteluihin ja hallitusneuvottelujen pohjaksi. Viestien aihealueet ovat vahvasti keskinäisriippuvaisia ja näin vaativat samanaikaista panostusta tulevilla kahdella vaalikaudella

"Aurora Borealis" - gesture controlled light installation

This paper describes a hand controlled interactive light installation, “Aurora Borealis”. User can select a light color by performing a certain gesture with the control device and control its intensity by tilting the device. The selection of color is presented to the user with audiovisual indication