Atomic force microscopy based nanoassay: A new method to study \u3b1-Synuclein-dopamine bioaffinity interactions

Intrinsically Disordered Proteins (IDPs) are characterized by the lack of well-defined 3-D structure and show high conformational plasticity. For this reason, they are a strong challenge for the traditional characterization of structure, supramolecular assembly and biorecognition phenomena. We show here how the fine tuning of protein orientation on a surface turns useful in the reliable testing of biorecognition interactions of IDPs, in particular \u3b1-Synuclein. We exploited atomic force microscopy (AFM) for the selective, nanoscale confinement of \u3b1-Synuclein on gold to study the early stages of \u3b1-Synuclein aggregation and the effect of small molecules, like dopamine, on the aggregation process. Capitalizing on the high sensitivity of AFM topographic height measurements we determined, for the first time in the literature, the dissociation constant of dopamine-\u3b1-Synuclein adducts

Post translational changes to α-synuclein control iron and dopamine trafficking : a concept for neuron vulnerability in Parkinson's disease

Parkinson's disease is a multifactorial neurodegenerative disorder, the aetiology of which remains elusive. The primary clinical feature of progressively impaired motor control is caused by a loss of midbrain substantia nigra dopamine neurons that have a high α-synuclein (α-syn) and iron content. α-Syn is a neuronal protein that is highly modified post-translationally and central to the Lewy body neuropathology of the disease. This review provides an overview of findings on the role post translational modifications to α-syn have in membrane binding and intracellular vesicle trafficking. Furthermore, we propose a concept in which acetylation and phosphorylation of α-syn modulate endocytic import of iron and vesicle transport of dopamine during normal physiology. Disregulated phosphorylation and oxidation of α-syn mediate iron and dopamine dependent oxidative stress through impaired cellular location and increase propensity for α-syn aggregation. The proposition highlights a connection between α-syn, iron and dopamine, three pathological components associated with disease progression in sporadic Parkinson's disease

Absence of N-terminal acetyltransferase diversification during evolution of eukaryotic organisms

Protein N-terminal acetylation is an ancient and ubiquitous co-translational modification catalyzed by a highly conserved family of N-terminal acetyltransferases (NATs). Prokaryotes have at least 3 NATs, whereas humans have six distinct but highly conserved NATs, suggesting an increase in regulatory complexity of this modification during eukaryotic evolution. Despite this, and against our initial expectations, we determined that NAT diversification did not occur in the eukaryotes, as all six major human NATs were most likely present in the Last Eukaryotic Common Ancestor (LECA). Furthermore, we also observed that some NATs were actually secondarily lost during evolution of major eukaryotic lineages; therefore, the increased complexity of the higher eukaryotic proteome occurred without a concomitant diversification of NAT complexes

Uncovering the Importance of Selenium in Muscle Disease

A connection between selenium bioavailability and development of muscular disorders both in humans and livestock has been established for a long time. With the development of genomics, the function of several selenoproteins was shown to be involved in muscle activity, including SELENON, which was linked to an inherited form of myopathy. Development of animal models has helped to dissect the physiological dysfunction due to mutation in the SELENON gene; however the molecular activity remains elusive and only recent analysis using both in vivo and in vitro experiment provided hints toward its function in oxidative stress defence and calcium transport control. This review sets out to summarise most recent findings for the importance of selenium in muscle function and the contribution of this information to the design of strategies to cure the diseases

ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЯ НА СВОЙСТВА ОТЛИВОК ИЗ СПЛАВА Мл-5

The influence of silicon within the branded structure limits on moulding mechanical properties is studied using alloy Ml-5 industrial casting. It was shown, that silicon raises metal properties in admissible limits. The silicon influence on alloy Ml-5 cast details structure and properties was established. На промышленных плавках сплава Мл-5 изучено влияние кремния в пределах марочного состава на механические свойства литья. Показано, что кремний в допустимых пределах повышает свойства металла. Установлено влияние кремния на структуру и свойства отливок из сплава Мл-5.

Ультраструктурна характеристика доброякісних та анапластичних менінгіом

Taking into account high prevalence of meningiomas (35 %) among other intracranial tumors and variety of their histological structure, electron microscopy (EM) can provide important diagnostic information and be substantially complementary to light microscopy data and immunohistochemical studies.Objective: to study ultrastructural changes in benign and anaplastic meningiomas and to establish the main differential diagnostic ultrastructural features of meningiomas of different grades.Material and Methods: light microscopy and EM studies were conducted using 35 cases of meningioma.Results: Our EM data allow highlighting the characteristic ultrastructural changes in different subtypes of benign meningiomas. In particular, meningothelial subtype comprised of cells with homogeneous structure with light oval nuclei, with evenly arranged finely granular chromatin, well differentiated cell-cell contacts such as desmosomes. Cytoplasmic membranes of adjacent cells adhered to one another, forming small intussusceptions sometimes, which penetrated into the neighboring cells, which significantly increased the contact area of adjacent cells. Fibroblastic meningiomas were rich in modified fibroblasts, which contained bizarre nuclei of irregular shape with compact chromatin arrangement near the nuclear membrane. Also there were plenty bundles of collagen fibrils with the orderly assembled collagen fibers as well as with a chaotic arrangement. Transitional meningiomas were characterized by the combination of meningothelial like areas and areas of typical fibroblastic differentiation. EM changes were similar to meningothelial and fibrous meningiomas.Anaplastic meningiomas were characterized by increased in size or pyknotic nuclei,  presence of nuclei with deep intussusceptions, a significant dilution of chromatin structure,  focal disturbances of karyolemma integrity, vacuolization of intracellular membrane structures and extracellular edema, a significant reduction of cell-cell contacts.Conclusions: The ultrastructural features of benign meningiomas are reflected in the presence of desmosomes in meningothelial subtypes, a significant number of collagen fibrils in the fibroblastic subtypes, which confirms the double epithelial-mesenchymal histogenesis of these tumors. The cells of anaplastic meningiomas were characterized by marked signs of nuclear polymorphism, processes of alteration such as karyopyknosis and apoptosis, as well as a significant reduction of cell-cell contacts, which can promote recurrence and possible metastasizing.Учитывая значительную распространённость менингиом (до 35 %) среди других внутричерепных опухолей и разнообразие их гистологического строения, использование электронной микроскопии (ЭМ) может давать важную диагностическую информацию и существенно дополнять данные светооптических и иммуногистохимических исследований.Цель работы – изучить ультраструктурные изменения при доброкачественных и анапластичних менингиомах и установить основные ультраструктурные дифференциально-диагностические особенности менингиом различной степени злокачественности.Материалы и методы. Светооптическое и ЭМ-исследование менингиом проведено на материале 35 наблюдений.Результаты. Данные ЭМ позволяют выделить характерные ультраструктурные изменения в различных вариантах доброкачественных менингиом. В частности, менинготелиоматозный вариант опухоли содержал однородные по строению клетки со светлыми овальными ядрами, с равномерным расположением мелкогранулярного хроматина, хорошо дифференцированными межклеточными контактами типа десмосом. Цитоплазматические мембраны рядом расположенных клеток плотно прилегали друг к другу, иногда формируя мелкие инвагинации, которые проникали в соседние клетки, что значительно увеличивало контактную поверхность рядом расположенных клеток. В фибробластических менингиомах преобладали видоизменённые фибробласты, содержащие необычные, неправильной формы ядра с компактным размещением хроматина у ядерной мембраны, а также наблюдалось большое количество пучков коллагеновых фибрилл как с упорядоченным ходом коллагеновых волокон, так и с хаотичным расположением. Переходные менингиомы характеризовались сочетанием участков менинготелиоматозного типа и участков с типичной фибробластической дифференцировкой. При ЭМ изменения были подобны менинготелиоматозным и фибробластическим менингиомам.Анапластические менингиомы характеризовались увеличением размера или пикнозом ядер, наличием ядер с глубокими инвагинациями, со значительным разрежением структуры хроматина, очаговыми нарушениями целостности кариолеммы, явлениями вакуолизации внутриклеточных мембранных структур и внеклеточного отёка, значительной редукцией межклеточных контактов.Выводы. Ультраструктурные особенности доброкачественных менингиом проявляются наличием десмосомных контактов в менинготелиоматозных вариантах, значительным количеством пучков коллагеновых фибрилл в фибробластических вариантах, что подтверждает двойной эпителиально-мезенхимальный гистогенез этих опухолей. Клетки анапластических менингиом характеризовались признаками выраженного ядерного полиморфизма, процессами альтерации в виде кариопикноза и апоптоза, а также значительной редукцией межклеточных контактов, что может способствовать развитию рецидивов и возможных метастазов.Враховуючи чималу поширеність менінгіом (до 35 %) серед інших внутрішньочерепних пухлин і різноманітність їхньої гістологічної будови, використання електронної мікроскопії (ЕМ) може давати важливу діагностичну інформацію та суттєво доповнювати дані світлооптичних та імуногістохімічних досліджень.Мета роботи – вивчити ультраструктурні зміни при доброякісних та анапластичних менінгіомах і встановити основні ультраструктурні диференційно-діагностичні особливості менінгіом різного ступеня злоякісності.Матеріали та методи. Світлооптичне та ЕМ-дослідження менінгіом здійснене на матеріалі 33 спостережень.Результати. Дані ЕМ, що отримані, дають можливість виділити характерні ультраструктурні зміни в різних варіантах доброякісних менінгіом. Зокрема, менінготеліоматозний варіант пухлини містив однорідні за будовою клітини зі світлими овальними ядрами, з рівномірним розташуванням дрібногранулярного хроматину, добре диференційованими міжклітинними контактами типу десмосом. Цитоплазматичні мембрани поруч розташованих клітин щільно прилягали одна до одної, іноді формуючи дрібні інвагінації, які проникали в сусідні клітини, що значно збільшувало контактну поверхню поруч розташованих клітин. У фібробластичних менінгіомах переважали видозмінені фібробласти, які містили химерні, неправильної форми ядра з компактним розміщенням хроматину біля ядерної мембрани, а також спостерігалася велика кількість пучків колагенових фібрил як із впорядкованим ходом колагенових волокон, так і з хаотичним розташуванням. Перехідні менінгіоми характеризувались поєднанням ділянок менінготеліоматозного типу та ділянок із типовим фібробластичним диференціюванням. При ЕМ зміни були подібні менінготеліоматозним і фіброзним менінгіомам.Анапластичні менінгіоми характеризувались збільшенням розміру або пікнозом ядер, наявністю ядер із глибокими інвагінаціями, зі значним розрідженням структури хроматину, вогнищевими порушеннями цілісності каріолеми, явищами вакуолізації внутрішньоклітинних мембранних структур і позаклітинного набряку, значною редукцією міжклітинних контактів.Висновки. Ультраструктурні особливості доброякісних менінгіом проявляються наявністю десмосомних контактів у менінготеліоматозних варіантах, чималою кількістю пучків колагенових фібрил у фібробластичних варіантах, що підтверджує подвійний епітеліально-мезенхімальний гістогенез цих пухлин.  Клітини анапластичних менінгіом характеризувалися ознаками вираженого ядерного поліморфізму, процесами альтерації у вигляді каріопікнозу, апоптозу, а також великою редукцією міжклітинних контактів, що може сприяти розвитку рецидивів і можливих метастазів