Einfluss des PHLDA1 Proteins auf die MHC Klasse I Expression

Das PHLDA1 (pleckstrin homology-like domain family A member 1) ist ein induzierbares zytoplasmatisches Protein, das einige Motive, die für die Vermittlung von Protein-Protein Interaktionen bekannt sind, enthält. Die PHLDA1 ist stark in gutartigen melanozytären Läsionen (Naevi) exprimiert und wird während der Tumorprogression des humanen Melanoms vom Primärtumor bis hin zur Metastase herunterreguliert. Das PHLDA1 Protein scheint als ein proapoptotisches Molekül zu fungieren. Das Mechanismus ist allerdings noch nicht bekannt. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die 293 PHLDA1 Transfektanten zusätzlich zu einer erhöhten Apoptose Empfindlichkeit auch eine höhere MHC Klasse I Oberflächenexpression im Vergleich zu Neo Kontrollzellen aufweisen. Das konnte mit mehreren monoklonalen Antikörpern, bestätigt werden. Auch mittels IEF, konnte auf der gesamten Proteinebene, bei zwei PHLDA1 Transfektanten eine höhere Expression der Allelprodukte HLA A2 und HLA B7 bestätigt werden. Nach einer 3-stündigen Inkubation mit radioaktivmarkierten Aminosäuren weisen die PHLDA1 Transfektanten 4,5- bis 8,5-fach mehr neu synthetisierte MHC Klasse I Moleküle, im Vergleich zu den Kontrollzellen, auf. Mit Hilfe der Pulse/Chase Methode konnte gezeigt werden, dass PHLDA1 Transfektanten, im Vergleich zu den Neo Kontrollzellen, einen schnelleren MHC Klasse I Transport vom ER zum Golgi Apparat aufweisen. Durch die Immunopräzipitation von MHC Klasse I Molekülen, konnte auch das PHLDA1 Protein mitpräzipitiert werden. Das PHLDA1 Protein war nicht mit ICAM-1 oder MCAM mitpräzipitiert, was eine spezifische Bindung des PHLDA1 Proteins an die MHC Klasse I bestätigt. Es ist denkbar, dass das PHLDA1 Protein als Chaperon fungiert und durch die Bindung an die MHC Klasse I Moleküle diesen eine höhere Stabilität verleiht. Dadurch können die MHC Klasse I Moleküle schneller an die Oberfläche transportiert werden. PHLDA1 Transfektanten wurden von HLA A2 allospezifischen T-Zellen besser als die Neo Kontrollzellen erkannt. So könnte der Verlust des PHLDA1 Proteins bei Melanomen und Mammakarzinomen auch zum Verlust der T-Zellerkennung beitragen

α8 Integrin in glomerular mesangial cells and in experimental glomerulonephritis

α8 Integrin in glomerular mesangial cells and in experimental glomerulonephritis.BackgroundMesangial cell (MC) proliferation and extracellular matrix accumulation are typical responses of renal glomeruli to injury. Extracellular matrix components are known to affect MC behavior, which is mediated primarily via integrin receptors of the β1 family. In addition to α1, α3, α5, and α6 chains of β1 integrins, recent studies have shown the α8 chain to be expressed in glomeruli and renal vasculature. α8β1 can serve as a receptor for fibronectin, which is abundant in the mesangium. We investigated the glomerular expression pattern of the α8 chain in renal tissues of mouse, rat, and humans as well as in cultured MCs. In addition, the regulation of α8 expression in MCs was studied in culture and in nephritic rats.MethodsThe expression of α8 protein in kidney tissue and cultured MCs was investigated by immunohistochemistry, immunocytochemistry, and Western blotting. The effects of TGF-β1 on α8 mRNA levels in MCs were studied by Northern blot analysis. In addition, time course studies of glomerular abundance and localization of α8 were performed in rats with mesangioproliferative anti-Thy1.1 nephritis.ResultsIn tissue sections of normal human, rat, and mouse kidney, we found strong immunohistochemical staining for α8 in the mesangium and in the media of renal arterioles. Double staining for α8 and Thy1.1, a surface antigen of rat MCs, showed α8 to be specifically expressed in MCs but not in glomerular endothelial and epithelial cells. In anti-Thy1.1 nephritis of rats, the glomerular abundance of α8 protein was reduced in the early mesangiolytic phase but was increased greatly with subsequent MC proliferation, peaking at day 6 of disease. At later stages of this reversible form of nephritis, the number of MCs and the extent mesangial α8 staining declined to control levels. Cell culture experiments revealed that freshly plated MCs organize α8 into focal contacts within one hour after attachment to fibronectin and vitronectin substrata, showing colocalization with focal contact proteins vinculin and talin. Stimulation of MCs with transforming growth factor-β1 led to increases of α8 mRNA and protein levels.ConclusionsThese results show that in human, rat, and mouse glomeruli, α8 integrin is strongly and exclusively expressed in MCs. Gene expression of α8 is regulated in cultured MCs, and α8 protein abundance is regulated in vivo and in MC culture. It is currently unclear what functional properties this integrin receptor protein has with regard to MC anchorage to extracellular matrix and modulation of the MC phenotype in normal and diseased glomeruli. However, in view of its abundance in the mesangium, α8β1 integrin could be an important MC receptor of matrix ligands and may play a role in the embryology, physiology, and pathophysiology of the glomerular capillary tuft

Cloning and characterization of a trypsin-encoding cDNA of the human body louse Pediculus humanus

Abstract From a cDNA library of the whole insect, a trypsin gene of Pediculus humanus has been cloned and sequenced. The 908 bp clone has an open reading frame of 759 bp, which encodes a pre-proenzyme with 253 amino acid residues. A sixteen-residue N-terminal signal peptide is followed by a twelve-residue activation peptide with putative cleavage sites at Gly16 and Tyr28. The deduced amino acid sequence has several features typical of trypsin proteases and an overall identity of 35 -43% with the trypsins of several haematophagous Diptera. The 1.0 kb genomic trypsin gene contains three introns of 102, 79 and 80 nucleotides following the codons for Gly16, Gln74 and Ala155, respectively. Only a single gene seems to be present. In Northern blot analysis, unfed first instar larvae have an identical or slightly lower level of trypsin mRNA than fed adult lice, and in adults 2-24 h after the bloodmeal this gene shows a constitutive expression. After in vitro transcription and translation, the activation peptide is cleaved by chymotrypsin, a so far unreported phenomenon in trypsin activation

norUrsodeoxycholic acid improves cholestasis in primary sclerosing cholangitis

Background & Aim: Primary sclerosing cholangitis (PSC) represents a devastating bile duct disease, currently lacking effective medical therapy. 24-norursodeoxycholic acid (norUDCA) is a side chain-shortened C-23 homologue of UDCA and has shown potent anti-cholestatic, anti-inflammatory and anti-fibrotic properties in a preclinical PSC mouse model. A randomized controlled trial, including 38 centers from 12 European countries, evaluated the safety and efficacy of three doses of oral norUDCA (500 mg/d, 1,000 mg/d or 1,500 mg/d) compared with placebo in patients with PSC. Methods: One hundred sixty-one PSC patients without concomitant UDCA therapy and with elevated serum alkaline phosphatase (ALP) levels were randomized for a 12-week treatment followed by a 4-week follow-up. The primary efficacy endpoint was the mean relative change in ALP levels between baseline and end of treatment visit. Results: norUDCA reduced ALP levels by -12.3%, -17.3%, and -26.0% in the 500, 1,000, and 1,500 mg/d groups (p = 0.029, tively, while a +1.2% increase was observed in the placebo group. Similar dose-dependent results were found for secondary end-points, such as ALT, AST, gamma-GT, or the rate of patients achieving ALP levels <1.5 x ULN. Serious adverse events occurred in seven patients in the 500 mg/d, five patients in the 1,000 mg/d, two patients in the 1500 mg/d group, and three in the placebo group. There was no difference in reported pruritus between treatment and placebo groups. Conclusions: norUDCA significantly reduced ALP values dose-dependently in all treatment arms. The safety profile of norUDCA was excellent and comparable to placebo. Consequently, these results justify a phase III trial of norUDCA in PSC patients. Lay summary: Effective medical therapy for primary sclerosing cholangitis (PSC) is urgently needed. In this phase II clinical study in PSC patients, a side chain-shortened derivative of ursodeoxycholic acid, norursodeoxycholic acid (norUDCA), significantly reduced serum alkaline phosphatase levels in a dose-dependent manner during a 12-week treatment. Importantly, norUDCA showed a favorable safety profile, which was similar to placebo. The use of norUDCA in PSC patients is promising and will be further evaluated in a phase III clinical study. (C) 2017 European Association for the Study of the Liver. Published by Elsevier B.V.Peer reviewe

Regulation und Funktion extrazellulärer Invertasen aus Tomate

Wachstum und Entwicklung pflanzlicher Gewebe bedingen eine fortwährende Veränderung von Source-Sink Beziehungen. Gewebe mit einem Nettoexport (Source) oder - import (Sink) von Kohlenhydraten müssen ihren aktuellen Bedarf an Assimilaten entsprechend dem Entwicklungsstadium anpassen. Darüber hinaus haben Pflanzen als ortsgebundene Lebewesen Regulationsmechanismen entwickelt, die eine flexible Antwort der Assimilatverteilung auf spezielle Anforderungen des Habitats, wie biotische oder abiotische Stressfaktoren und wechselnde Lichtbedingungen, ermöglichen. Die Assimilatverteilung ist vielfältig reguliert und erfordert spezifische Enzymfunktionen, wie Zuckertransporter und saccharosespaltende Enzyme. Extrazelluläre Invertasen nehmen eine essentielle Funktion in der apoplastischen Phloementladung und in der Regulation von Source-Sink Übergängen ein. Dies spiegelt sich in dem Auftreten verschiedener Invertase- Isoenzyme mit speziellen Expressions- und Regulationsmustern wider, welche eine Koordination des Kohlenhydratmetabolismus in unterschiedlichen Geweben, zu unterschiedlichen Entwicklungsstufen und unter sich ändernden Umweltbedingungen ermöglichen. Ein detailliertes Wissen über die Funktion extrazellulärer Invertasen könnte eingesetzt werden, um Wachstum, Entwicklung oder Pathogenresisitenz von Nutzpflanzen gezielt zu verändern. In der vorliegenden Studie wurden die Regulationsmuster und die Funktion dreier extrazellulärer Invertasen aus Tomate, Lin5, Lin6 und Lin7 untersucht. Durch umfangreiche Promotorstudien konnte eine gewebe- und entwicklungsspezifische Expression dieser Isoenzyme und entsprechende Regulationsmuster offengelegt werden. Lin5 zeigt eine entwicklungsabhängige Expression in Früchten. Lin6 wird in frühen Entwicklungsstadien, beginnend mit der Samenkeimung, exprimiert; in ausgewachsenen Pflanzen ist eine Lin6 Expression nur in Pollen oder nach Verwundungsinduktion nachweisbar. Lin7 wird ausschließlich in Tapetum-Gewebe und Pollen exprimiert. Die hormonelle Regulation der Isogene wurde im Detail untersucht, hierbei konnten bekannte Phänotypen, welche durch Gibberellinsäure und Jasmonate bedingt werden, mit Invertasefunktionen in Korrelation gebracht werden. Darüber hinaus konnte in einem funktionalen Ansatz gezeigt werden, dass Lin7 eine wichtige Rolle in der Pollenkeimung zukommt. Die vorliegende Arbeit stellt die umfassendste Untersuchung extrazellulärer Invertasen während der Blütenentwicklung dar, an der drei Isoenzyme aus Tomate beteiligt sind. Dadurch, dass den einzelnen Invertasen Lin5, Lin6 und Lin7 individuelle Funktionen zugewiesen werden konnten, eröffnen sich neue Erkenntnisse über die Kohlenhydratversorgung während der Blüten- und Fruchtentwicklung. Für die untersuchten gewebespezifischen Promotoren eröffnen sich zudem Anwendungsmöglichkeiten in der Biotechnologie, was insbesondere für den pollenspezifischen Lin7 Promotor zutrifft. Es konnte gezeigt werden, dass der Lin6 Promotor das Ziel von hormon-, zucker- und verwundungsvermittelten Signalwegen ist. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass Elemente des circadianen Oszillators von A. thaliana mit dem Lin6 Promotor funktionell interagieren und die Lin6 Expression einem diurnalen Rhythmus unterliegt. Dieses komplexe Regulationsmuster spiegelt sich in vielen cis-aktiven Elementen wider, die im Lin6 Promotor vorgefunden wurden. Durch dieses Merkmal wird die These gestützt, dass verschiedene Stimuli über die extrazelluläre Invertase integriert werden und so eine koordinierte Zellantwort auf sich ändernde interne und externe Bedingungen ermöglicht wird. Nachdem Zuckermoleküle ihrerseits die Expression von Lin6 induzieren, wird dadurch eine Amplifikation von Signalen über eine positive Rückkopplungsschleife ermöglicht. Die Vielzahl an cis-aktiven Elementen und deren Anordnung im Lin6 Promotor stellen ein ideales Modellsystem dar, um Fragen in Bezug auf Signalinteraktion und -integration zu untersuchen. In einer umfangreichen Studie wurde der Lin6 Promotor erfolgreich als induzierbares Expressionssystem eingesetzt. Hierbei wurde ein Invertaseinhibitor unter der Kontrolle des cytokinininduzierbaren Lin6 Promotors in transgenen Tabakpflanzen exprimiert. Mit diesem Ansatz ist es gelungen einen kausalen Zusammenhang zwischen dem Hormon Cytokinin und extrazellulären Invertasen in der Seneszenzverzögerung herzustellen. Diese Studie zeigt, dass induzierbare Expressionssysteme essentiell sind, um spezifische Fragestellungen auf molekularer Ebene klären zu können. Bei der Klonierung obig genannter Promotorsequenzen haben sich zudem zwei interessante strukturelle Besonderheiten ergeben. Zum einen sind die Gene von Lin5 und Lin7 in einem Tandem auf dem Genom angeordnet, zum anderen konnte eine Transposoninsertion im Intron I des Lin5 Gens gezeigt werden. Mit einem Primerpaar, das aus der Transposaseregion dieses Transposons abgeleitet wurde, konnten entsprechende Sequenzen von mehreren Solanaceae Spezies gewonnen werden.Because of growth and development, plant tissues are characterised by a permanent change in source-sink relations. Tissues with a net carbohydrate export (source) or import (sink) have to adopt their actual demand for assimilates according to the developmental status. Furthermore, plants, as sessile life forms, have developed regulatory mechanisms that enable a flexible response of assimilate partitioning to specific requirements of the habitat, like biotic and abiotic stress factors and changing light conditions. The distribution of assimilates involves specific enzyme functions including sugar transporters and sucrose cleaving enzymes and is regulated by a variety of stimuli. Extracellular invertases cover an essential function in apoplastic phloem unloading and play an important role in regulating source-sink relations. This property is reflected by the occurrence of different invertase isoenzymes with specific expression and regulation patterns that enable a co-ordination of the carbohydrate metabolism in diverse tissues, at different developmental stages, and under varying environmental conditions. Improved knowledge of extracellular invertase function might allow altering growth, development or pathogen resistance of crop plants in a specific way. The present study is aimed at elucidating the regulation patterns and functions of three members of the extracellular invertase gene family of tomato, Lin5, Lin6, and Lin7. Detailed promoter analysis revealed a tissue- and developmental-specific expression of isoenzymes and corresponding regulation patterns. Lin5 shows a developmental regulated expression in fruits. Lin6 is expressed in early developmental stages starting in germinating seeds; in grown up plants Lin6 is solely expressed in pollen and upon wound-stimulation. Lin7 is exclusively expressed in tapetum and pollen tissue. The hormonal regulation of all three isogenes was analysed in detail, whereby known GA- and JA-mediated flower phenotypes could be correlated with invertase functions. In addition, an important role of Lin7 invertase in pollen germination was demonstrated in a functional approach. This is the most profound analysis of extracellular invertases in the delicate process of floral organ development that includes three tomato isoenzymes. In particular, dissection of the individual roles of Lin5, Lin6, and Lin7 reveals novel insights in carbohydrate supply during flower and fruit development. The analysed tissue-specific promoters are profitable tools in plant biotechnology, which in particular applies to the pollen-specific Lin7 promoter. It has been demonstrated that the Lin6 promoter serves as target for hormonal-, sugar-, and wound-mediated signalling pathways. Moreover, a functional interaction of circadian oscillator elements of A. thaliana with the Lin6 promoter and a diurnal rhythm of Lin6 expression have been substantiated. This complex regulation pattern is reflected by the identification of many well-defined cis-acting elements within the Lin6 promoter. This feature supports an integration of various stimuli mediated via extracellular invertase expression resulting in a co-ordinated cellular response to changing internal and external conditions. As sugars on their part induce Lin6 expression, this could result in signal amplification via a positive feedback loop. Furthermore, the extensive appearance and constellation of cisacting elements within the Lin6 promoter provides the basis to answer questions in signal cross-talk and signal integration in plant gene expression. In addition, the Lin6 promoter was successfully used as an inducible expression system. In transgenic tobacco lines an invertase inhibitor was expressed under control of the cytokinin-inducible Lin6 promoter. Thereby, a causal relationship between cytokinin and extracellular invertase for the delay of senescence was demonstrated. This study emphasises the importance of inducible expression systems to address specific questions on a molecular basis. The above-mentioned promoter sequences were obtained via sequential genome walks. Hereby two interesting structural features appeared. First, Lin5 and Lin7 genes are arranged in a direct tandem repeat on the genome. Second, a CACTA-like transposon insertion in intron I of the Lin5 gene was revealed. A primer pair deduced from the transposase region of this transposon allowed the amplification of similar sequences of various Solanaceae species

Regulation of Translation, Translocation, and Degradation of Proteins at the Membrane of the Endoplasmic Reticulum

The endoplasmic reticulum (ER) of mammalian cells is the central organelle for the maturation and folding of transmembrane proteins and for proteins destined to be secreted into the extracellular space. The proper folding of target proteins is achieved and supervised by a complex endogenous chaperone machinery. BiP, a member of the Hsp70 protein family, is the central chaperone in the ER. The chaperoning activity of BiP is assisted by ER-resident DnaJ (ERdj) proteins due to their ability to stimulate the low, intrinsic ATPase activity of BiP. Besides their co-chaperoning activity, ERdj proteins also regulate and tightly control the translation, translocation, and degradation of proteins. Disturbances in the luminal homeostasis result in the accumulation of unfolded proteins, thereby eliciting a stress response, the so-called unfolded protein response (UPR). Accumulated proteins are either deleterious due to the functional loss of the respective protein and/or due to their deposition as intra- or extracellular protein aggregates. A variety of metabolic diseases are known to date, which are associated with the dysfunction of components of the chaperone machinery. In this review, we will delineate the impact of ERdj proteins in controlling protein synthesis and translocation under physiological and under stress conditions. A second aspect of this review is dedicated to the role of ERdj proteins in the ER-associated degradation pathway, by which unfolded or misfolded proteins are discharged from the ER. We will refer to some of the most prominent diseases known to be based on the dysfunction of ERdj proteins