Oxidationsabhängiger Abbau der Proteintyrosinphosphatase PTP1B durch Calpain als regulatorischer Mechanismus

Die Regulation zellulärer Signalwege erfolgt unter anderem über die kontrollierte Aktivität von Proteintyrosinkinasen und Proteintyrosinphosphatasen (PTP). Letztere sind in der Lage, phosphorylierte Tyrosinreste zu dephosphorylieren und damit die Signaleigenschaften und gegebenenfalls die Aktivität der Substrate zu verändern. Die Kontrolle der PTP-Aktivität wiederum erfolgt auf vielen Ebenen. Hierzu gehören, je nach PTP, Expression und Protein- stabilität, kovalente Modifikationen, wie Phosphorylierung oder SUMOylierung, zelluläre Lokalisation und Interaktion mit regulatorischen Proteinen, sowie die Dimerisierung. Ein weiterer Faktor ist die Oxidation des in klassischen PTP deprotoniert vorliegenden Cysteins, das für die Katalyse der Dephosphorylierungsreaktion notwendig ist. Die Oxidation dieses Cysteins durch erhöhte zelluläre Spiegel an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) geht mit einer (zumeist reversiblen) Inaktivierung der PTP einher. Sie ist zum Beispiel im Falle der Stimulation von Zellen mit mitogenen Faktoren, zum Beispiel Insulin, für die vollständige Rezeptoraktivierung notwendig. Zu den weiteren Stimuli, die eine PTP-Oxidation in der Zelle auslösen können, gehört die Bestrahlung mit UV-A- und UV-B-Licht. Infolge einer UV- Behandlung von Zellen erfolgt neben der oxidativen Hemmung zudem auch ein Calpain- abhängiger Abbau von verschiedenen PTP, der mit einer Liganden-unabhängigen EGFR-Aktivierung einhergeht. Die Integration der Calpain-Aktivierung und PTP-Oxidation führt zu einem weiteren regulatorischen Eingriff in die PTP-Aktivität. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit erfolgte eine genauere Charakterisierung dieses neuen Regulationsmechanismus. Es gelang, die Abbaubedingungen von PTP-Oxidation und gleichzeitiger Calpain-Aktivierung in vitro mit aufgereinigten Proteinen zu rekonstruieren. Hierfür wurde PTP1B als Modell gewählt, da diese PTP bereits sehr gut charakterisiert ist und bereits Kristallstrukturen der verschiedenen Oxidationszustände aufgeklärt sind. Es konnte gezeigt werden, dass die reversible Oxidation des katalytischen Cysteins Voraussetzung für die Spaltung durch Calpain ist. Eine Hauptspaltstelle innerhalb der katalytischen Domäne wurde identifiziert, deren Spaltung zu einer dauerhaften Inaktivierung der Phosphatase führt. Darüber hinaus wurde eine erhöhte Bindung der oxidierten PTP1B an Calpain, unabhängig von dessen Aktivierungszustand, detektiert. Darauf basierend und mit Hilfe verschiedener Mutanten konnte folgendes Modell der oxidationsspezifischen Spaltung entwickelt werden: 1.) Die Konformationsänderungen infolge der Oxidation führen zu einer verstärkten Bindung der PTP an Calpain, an einer Domäne jenseits des katalytischen Zentrums. 2.) Aktives Calpain spaltet dadurch die oxidierte PTP deutlich effizienter, wobei die Spaltung an der dem katalytischen Zentrum abgewandten Seite der PTP erfolgt. 3.) Eine Mutationsanalyse ergab, dass die Primärsequenz in der Umgebung der Spaltstelle von untergeordneter Bedeutung für die Effizienz der Spaltung ist. Eine weitere Untersuchung des identifizierten Regulationsprinzips in UV-bestrahlten Zellen war aufgrund der instabilen Resultate nicht möglich. Es ist denkbar, dass noch unbekannte Gegenregulations-Mechanismen in das System eingreifen und diese dringend näher untersucht werden müssen. Mit Hilfe von Calpain-negativen Zellen gelang es jedoch, eine aktivierende Funktion des Calpains im Insulin-Signalweg zu zeigen. Die Insulinstimulierte Aktivierung der Signalmoleküle AKT und S6-Kinase war in Abwesenheit von Calpain-4 stark reduziert. Obwohl eine Rolle in diesem System noch nicht nachgewiesen werden konnte, wäre der oxidationsspezifische PTP-Abbau durch Calpain ein möglicher Mechanismus, mittels dessen Calpain die Signalweiterleitung moduliert. Eine weiterführende Untersuchung dieses Phänomens kann möglicherweise Zusammenhänge zwischen Calpain und der Deregulation der Insulin-Signalübertragung beim Diabetes mellitus aufdecken

Swiss stained-glass panels: an analytical study

The history and iconography of Swiss stained glass dating between the 16th and 18th centuries are well studied. However, the chemical and morphological characteristics of the glass and glass paints, particularly the nature of the raw materials, the provenance of the glass, and the technology used to produce it are less well understood. In this paper, we studied two sets of samples from stained-glass panels attributed to Switzerland, which date from the 16th to 17th centuries: the first set comes from Pena National Palace collection, the second from Vitrocentre Romont. The aims were to identify the materials used in the production of the glass, to find out more about their production origin and to characterize the glass paints. Both glass and the glass paints were analysed by particle-induced X-ray emission; the paints were additionally analysed by scanning electron microscopy–electron-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). The results show that the glass from both sets was probably produced in the same region and that wood ash was used as a fluxing agent. Different recipes have been used to make the blue enamels. However, the cobalt ore used as a coloring agent in all of the blue enamels came from the mining district in Schneeberg, Germany

Memberships and CM Diagrams of the Open Cluster NGC 7243

The results of astrometric and photometric investigations of the open cluster NGC 7243 are presented. Proper motions of 2165 stars with root-mean-square error of 1.1 mas/yr were obtained by means of PDS scanning of astrometric plates covering the time interval of 97 years. A total of 211 cluster members down to V=15.5 mag have been identified. V and B magnitudes have been determined for 2118 and 2110 stars respectively. Estimations of mass (348Mo < M < 522Mo), age (t=2.5x10^8 yr), distance (r=698 pc) and reddening (E(B-V)=0.24) of the cluster NGC 7243 have been made.Comment: 24 pages, 15 figures. Submitted to Astronomy and Astrophysic

VITRAIL : Acquisition, Modelling and Rendering of Stained Glass

Stained glass windows are designed to reveal their powerful artistry under diverse and time-varying lighting conditions; virtual relighting of stained glass, therefore represents an exceptional tool for the appreciation of this age old art form. However, as opposed to most other artifacts, stained glass windows are extremely difficult if not impossible to analyze using controlled illumination because of their size and position. In this paper we present novel methods built upon image based priors to perform virtual relighting of stained glass artwork by acquiring the actual light transport properties of a given artefact. In a preprocessing step we build a material-dependent dictionary for light transport by studying the scattering properties of glass samples in a laboratory setup. We can now use the dictionary to recover a light transport matrix in two ways: under controlled illuminations the dictionary constitutes a sparsifying basis for a compressive sensing acquisition, while in the case of uncontrolled illuminations the dictionary is used to perform sparse regularization. The proposed basis preserves volume impurities and we show that the retrieved light transport matrix is heterogeneous, as in the case of real world objects. We present the rendering results of several stained glass artifacts, including the Rose Window of the cathedral of Lausanne, digitized using the presented methods

Proper Motions and CCD-photometry of Stars in the Region of the Open Cluster NGC 1513

The results of astrometric and photometric investigations of the poorly studied open cluster NGC 1513 are presented. The proper motions of 353 stars with the root-mean-square error of 1.9 mas/yr were obtained by means of the automated measuring complex "Fantasy" scanning of 8 astrometric plates covering the time interval of 101 years. A total of 141 astrometric cluster members have been identified. BV CCD-photometry was made for the stars in a square size 17 arcmin x 17 arcmin centered on cluster. 33 stars with the high reliability were considered to be cluster members by two criteria. The estimation of NGC 1513 age is 2.54 E+08 years. Tables 2 and 3 are only available in electronic form at the CDS via anonymous ftp to cdsarc.u-strasbg.fr (130.79.128.5) or via http://cdsweb.u-strasbg.fr/cgi-bin/qcat?J/A+A/.Comment: 11 pages, 5 figure

Modelo de estrategia de sustentabilidad, propuesta de aplicación para emprendimientos regionales en Misiones

Este proyecto surge en el contexto del Proyecto de investigación “Estrategias innovadoras de desarrollo regional: Emprendimientos basados en el diseño y la sustentabilidad”, de la Universidad Nacional de Misiones-Facultad de Arte y Diseño. Se busca generar modelos de estrategias proyectuales innovadoras dentro de la práctica del diseño basadas en la sustentabilidad y la refuncionalización de objetos y materiales. Desde una perspectiva global, el desarrollo sustentable de productos y servicios se ha posicionado rápidamente y es una ventaja competitiva para emprendimientos muy diversos. En nuestro país, y especialmente en Misiones, no se ha percibido aún con precisión la potencia que puede tener en la economía local la implementación de unidades económicas basadas en estrategias de esta índole. Se parte del análisis de casos preexistentes nacionales e internacionales que desarrollan estrategias de producción sustentable, especialmente aquellos que incorporan a la refuncionalización. La investigación está enfocada en casos de empresas industriales tales como: empresas que integran el sector foresto maderero (caso 1), que es uno de los de mayor potencial, tanto desde la escala industrial como desde la posibilidad de generar valor (e identidad). Y una empresa de producción de envases de papel y laminados (caso 2), se incluye porque contienen elementos diversos, además la identidad se constata en que esta empresa es la principal proveedora de material para envases de las yerbateras locales. En mencionadas empresas existen materiales de descarte, tales como: Caso 1: Despuntes de pino en diferentes estados de proceso, multilaminados y placas de terciados, descartes por problemas de producción, despuntes de los palos, y aserrín. Caso 2: Films de PP, envases de yerba, tubos de cartón, postizos plásticos de PE, tablas de madera aglomerada, pallets, entre otros. Los mencionados descartes aún no son aprovechados. Se pretende promover el desarrollo sustentable de la región y potenciar la gestión como herramienta de diseño, que ayude a articular los distintos actores que intervienen en una cadena de valor, fortaleciendo el capital humano, su cultura e identidad. El objetivo es la incubación de propuestas que sirvan como modelo para emprendedores regionales, a fin de promover y sensibilizar acerca del uso de estrategias de sustentabilidad tanto en emprendedores, como empresas e instituciones de la región, comunicando el valor económico, ambiental y social de la incorporación de procesos sustentables como variable de innovación en dichas unidades productivas.publishedVersio

Neonatal Administration of Thimerosal Causes Persistent Changes in Mu Opioid Receptors in the Rat Brain

Thimerosal added to some pediatric vaccines is suspected in pathogenesis of several neurodevelopmental disorders. Our previous study showed that thimerosal administered to suckling rats causes persistent, endogenous opioid-mediated hypoalgesia. Here we examined, using immunohistochemical staining technique, the density of μ-opioid receptors (MORs) in the brains of rats, which in the second postnatal week received four i.m. injections of thimerosal at doses 12, 240, 1,440 or 3,000 μg Hg/kg. The periaqueductal gray, caudate putamen and hippocampus were examined. Thimerosal administration caused dose-dependent statistically significant increase in MOR densities in the periaqueductal gray and caudate putamen, but decrease in the dentate gyrus, where it was accompanied by the presence of degenerating neurons and loss of synaptic vesicle marker (synaptophysin). These data document that exposure to thimerosal during early postnatal life produces lasting alterations in the densities of brain opioid receptors along with other neuropathological changes, which may disturb brain development