Chemical and photochemical properties of chloroharmine derivatives in aqueous solutions

Thermal and photochemical stability (ΦR), room temperature UV-vis absorption and fluorescence spectra, fluorescence quantum yields (ΦF) and lifetimes (τF), quantum yields of hydrogen peroxide (ΦH2O2) and singlet oxygen (ΦΔ) production, and triplet lifetimes (τT) have been obtained for the neutral and protonated forms of 6-chloroharmine, 8-chloroharmine and 6,8-dichloroharmine, in aqueous media. When it was possible, the effect of pH and oxygen concentration was evaluated. The nature of electronic transitions of protonated and neutral species of the three investigated chloroharmines was established using Time-Dependent Density Functional Theory (TD-DFT) calculations. The impact of all the foregoing observations on the biological role of the studied compounds is discussed.Fil: Rasse Suriani, Federico Ariel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Denofrio, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Yañuk, Juan Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Gonzalez, Maria Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Wolcan, Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Seifermann, Marco. University of Mainz; AlemaniaFil: Erra Balsells, Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Cabrerizo, Franco Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentin

Die Regulation der Transkription proinflammatorischer Zytokine durch oxidative Basenmodifikationen und die DNA-Reparatur Glykosylase OGG1

OGG1 (8-oxoguanin Glykosylase) erkennt und entfernt als DNA Reparatur Glykosylase die potentiell mutagene Läsion 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG) aus dem Genom von Säugerzellen. Zusätzlich gibt es Hinweise, dass OGG1 beziehungsweise sein Substrat 8-oxoG weiterhin auch eine Funktion in der Regulation bestimmter Gene einnimmt, was die in einigen Modellen beobachtete verringerte Immunantwort von Ogg1-/- Mäusen erklären könnte. Milzzellen von Wildtyp- und Ogg1-/--Mäusen wurden mit LPS behandelt und die Expression verschiedener proinflammatorischer Zytokine verglichen. OGG1 defiziente Zellen zeigten dabei sowohl auf mRNA- als auch Protein-Ebene eine signifikant geringere Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) Expression. Zudem konnte gezeigt werden, dass dieser Unterschied weder durch eine OGG1 vermittelte Störung der Zellkomposition der Milz, noch durch off-target Effekte des Knockouts hervorgerufen wird. Vielmehr wird die TNF-α Transkription durch OGG1 in einem LSD1 abhängigen Weg moduliert. LSD1 ist eine Lysin-spezifische Demethylase und produziert als stöchiometrisches Nebenprodukt der Demethylierung von Histonresten Wasserstoffperoxid. So könnten gezielt 8-oxoG Läsionen in regulatorischen Bereichen des TNF-α Gens entstehen, welche durch OGG1 erkannt und in eine AP-Läsion umgewandelt werden. AP-Läsionen wiederum werden mittels der AP-Endonuklease (APE1) in DNA-Einzelstrangbrüche überführt. In OGG1 profizienten Milzzellen konnte die TNF-α Expression sowohl durch Inhibition von LSD1, als auch von APE1 verringert werden, während die Inhibitoren in OGG1 defizienten Zellen keinen Effekt zeigten. Parallel dazu konnte die Beteiligung von OGG1 und LSD1 bei der TNF-α induzierten Transkription von Interleukin 6 (IL6) gezeigt werden. In diesem Modell gelang es durch eine qPCR basierte Methode zudem die LSD1 vermittelte Entstehung oxidativer Basenmodifikation in der NF-κB-Bindungssequenz des IL6 Promotors nachzuweisen. Die Funktion von OGG1 und APE1 in der Basenexzisionsreparatur sind lange bekannt, eine mögliche Beteiligung in der Genregulation über oxidative Läsionen in regulatorischen Genbereichen ist jedoch erst kürzlich postuliert worden. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern weitere Beweise für die Existenz eines solchen Mechanismus und erweitern darüber hinaus unser Wissen über die zugrundeliegenden Mechanismen der Regulation der Transkription proinflammatorischer Zytokine.Proteins involved in the base-excision-repair pathway are mainly known for their function in repairing DNA single-strand breaks, deamination-, alkylation-, and oxidation-induced DNA base damage. 8-oxoguanine-glycosylase (OGG1) is a DNA repair glycosylase which initiates the base excision repair of 7,8-dihydro-8-oxoguanine (8oxoGua), one of the most common DNA lesions resulting from reactive oxygen species. Mice with a deficiency for OGG1 have a normal lifespan and do not show increased mutagenesis or cancer incidence. Surprisingly, several groups observed that OGG1-/- mice showed a reduced response in various inflammation models, providing the idea that OGG1 is somehow involved in the transcriptional control of the target genes in these models. Here we show that murine splenocytes from OGG1-/- mice have significantly reduced mRNA levels of Tumor Necrosis Factor Alpha (TNFalpha) compared to those from wild-type (WT) control mice, both in untreated as well as lipopolysaccharide (LPS) treated condition. To confirm these results we also measured TNFalpha protein levels in a flow cytometry based method, in which we could also see less production of TNFalpha in OGG1-/- splenic cells. To rule out that a somewhat altered cellular composition of the spleen is responsible for this change in gene expression we compared the proportion of the main subtypes of splenocytes, and we can show that there is no difference in the cellular composition of the spleen between WT and OGG1-/-. Furthermore, stimulation with Ionomycin/PMA, a combination of a Ca-Ionophor together with a direct Proteinkinase-C activator, resulted in TNFalpha production in all investigated cell types but B-cells, all of them showing the same tendency of OGG1-/- cells producing less TNFalpha than WT cells. This led us to the conclusion that the signal transduction pathway from LPS or Ionomycin/PMA to TNFalpha is not affected by OGG1 deficiency. Moreover we suggest that OGG1 may participate in epigenetic regulation of the TNFalpha promoter region via a LSD1/LSD2 coupled pathway. LSD, a lysine specific demethylase of H3K4 and H3K9, produces hydrogenperoxide as a byproduct of its main function which leads to a temporary, local signal (8oxodG) and thereby recruitment of OGG1, mediating the assembly of the transcription initiation complex and thus leading to a DNA-repair coupled transcription. Notably, an inhibitor of LSD1, OG-L002, reduced the induction of TNF-α mRNA in splenocytes from wild-type mice to the level observed in splenocytes from Ogg1-/- mice and had no influence in the latter cells. In contrast, inhibitors of the MAP kinases p38 and JNK attenuated the LPS-stimulated TNF-α expression both in the absence and presence of OGG1. The data demonstrate that OGG1 plays a role in an LSD1-dependent pathway of LPS-induced macrophage activation in mice