Pharma² [pharmasquare] : Entwicklung eines Konzepts für "Distance Learning" in den pharmazeutischen Wissenschaften

Pharma2 [pharmasquare] ist eine E-Learning Plattform, die am Institut für Molekulare Pharmazie, Universität Basel, als Blended Learning in Verbindung mit der Präsenzlehre zur Wissensaneignung mit Lernmodulen und als Testmöglichkeit zur Kontrolle des Lernerfolgs eingesetzt wird. Ausgehend von der Beobachtung, dass Standortbestimmungen (STOBs) zur Rückmeldung über den eigenen Lernerfolg bei Studierenden auf grosse Akzeptanz stossen, die Lernmodule jedoch kaum, wurden in der vorliegenden Arbeit E-Lectures als Konzept für Distance Learning zur strukturbezogenen Pharmakokinetik und zur Indikation von Wirkstoffen entwickelt. Damit soll das Selbst-Studium verbessert werden. Kontinuierliches Lernen ist für das sich rasch verändernde Wirkstoff-Wissen zur Sicherheit, Verträglichkeit und Wirksamkeit von grosser Bedeutung. Mit der Entwicklung von Video- und Audio-basierten E-Lectures soll das selbstverantwortliche Lernen gefšrdert werden. Neben den üblichen Prüfungsvorbereitungen soll damit ein vertieftes und bleibendes VerstŠndnis für Wirkstoff-Entwicklung, Pharmakokinetik und die Indikation von Wirkstoffen entstehen. Vor diesem Hintergrund wurden PharmaViDi und eADMET als Lernangebot im Sinn von Distance Learning mit pharma2 entwickelt, evaluiert und in das Lernportal eingegliedert. PharmaViDi ist ein Beratungstraining anhand eines videobasierten Beratungsdialogs zwischen einem Patienten, der den thematisierten Wirkstoff einnimmt und dem Studierenden, der am Bildschirm lernt. Ergänzt wird diese Case Study durch eine Guided Tour zur Wirkstoff-Entwicklung. Die Evaluation von PharmaViDi mit Studierenden in der praktischen Ausbildung zeigt, dass Patienten-Videos zum Lernen motivieren. Interessanterweise nutzt eine Mehrheit der Befragten zum Zeitpunkt der Studie das Internet jedoch nicht zum Online Lernen, was zeigt, dass Multimedia-basiertes E-Learning bei den Studenten noch nicht etabliert ist. In eADMET wird Audio zur motivierenden Präsentation des Inhaltes, ergänzt durch die Stimme eines virtuellen Assistenten, eingesetzt, um das Verstehen von Graphiken zu erleichtern. Ausserdem sind Fragen mit Feedback zur Erhöhung der Lerneffizienz eingebaut, und es gibt die Möglichkeit, den Autor zu kontaktieren. Eingesetzt wird eADMET als begleitendes Lernangebot (Vorlesung Molekulare Wirkstoff-Mechanismen), um ein offeneres Verhältnis zur Wirkstoff-Chemie im Hinblick auf die Verknüpfung von Wissen im Studium der pharmazeutischen Wissenschaften zu erreichen. Diese Arbeit zeigt im Distance Learning Konzept mit eADMET (Bachelor-Studium) und PharmaViDi (Master-Studium), wie der Computer zur Verknüpfung von Wissen und der Optimierung des selbstgesteuerten Lernens genutzt werden kann. Es bleibt die Aufgabe künftiger Untersuchungen festzustellen, inwiefern so auch die Wirkstoff-Therapie für Patienten verbessert werden kann

ERK1/2 signaling dominates over RhoA signaling in regulating early changes in RNA expression induced by endothelin-1 in neonatal rat cardiomyocytes

Cardiomyocyte hypertrophy is associated with changes in gene expression. Extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK1/2) and RhoA [activated by hypertrophic agonists (e.g. endothelin-1)] regulate gene expression and are implicated in the response, but their relative significance in regulating the cardiomyocyte transcriptome is unknown. Our aim was to establish the significance of ERK1/2 and/or RhoA in the early cardiomyocyte transcriptomic response to endothelin-1.Cardiomyocytes were exposed to endothelin-1 (1 h) with/without PD184352 (to inhibit ERK1/2) or C3 transferase (C3T, to inhibit RhoA). RNA expression was analyzed using microarrays and qPCR. ERK1/2 signaling positively regulated approximately 65% of the early gene expression response to ET-1 with a small (approximately 2%) negative effect, whereas RhoA signaling positively regulated approximately 10% of the early gene expression response to ET-1 with a greater (approximately 14%) negative contribution. Of RNAs non-responsive to endothelin-1, 66 or 448 were regulated by PD184352 or C3T, respectively, indicating that RhoA had a more significant effect on baseline RNA expression. mRNAs upregulated by endothelin-1 encoded a number of receptor ligands (e.g. Ereg, Areg, Hbegf) and transcription factors (e.g. Abra/Srf) that potentially propagate the response.ERK1/2 dominates over RhoA in the early transcriptomic response to endothelin-1. RhoA plays a major role in maintaining baseline RNA expression but, with upregulation of Abra/Srf by endothelin-1, RhoA may regulate changes in RNA expression over longer times. Our data identify ERK1/2 as a more significant node than RhoA in regulating the early stages of cardiomyocyte hypertrophy

The Escherichia coli effector EspJ blocks Src kinase activity via amidation and ADP ribosylation

J.C.Y. was funded by an MRC PhD studentship. D.J.B. is supported by a London Research Institute, Cancer Research UK Postdoctoral Fellowship award and M.W. is supported by Cancer Research UK. K.A. was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (AK 6/22-1 and AK 6/22-2) and the Center for Biological Signaling Studies in Freiburg (Germany). This work was supported by grants from the Wellcome Trust to G.F. and S.J.M

ADP-ribosylation of arginine

Arginine adenosine-5′-diphosphoribosylation (ADP-ribosylation) is an enzyme-catalyzed, potentially reversible posttranslational modification, in which the ADP-ribose moiety is transferred from NAD+ to the guanidino moiety of arginine. At 540 Da, ADP-ribose has the size of approximately five amino acid residues. In contrast to arginine, which, at neutral pH, is positively charged, ADP-ribose carries two negatively charged phosphate moieties. Arginine ADP-ribosylation, thus, causes a notable change in size and chemical property at the ADP-ribosylation site of the target protein. Often, this causes steric interference of the interaction of the target protein with binding partners, e.g. toxin-catalyzed ADP-ribosylation of actin at R177 sterically blocks actin polymerization. In case of the nucleotide-gated P2X7 ion channel, ADP-ribosylation at R125 in the vicinity of the ligand-binding site causes channel gating. Arginine-specific ADP-ribosyltransferases (ARTs) carry a characteristic R-S-EXE motif that distinguishes these enzymes from structurally related enzymes which catalyze ADP-ribosylation of other amino acid side chains, DNA, or small molecules. Arginine-specific ADP-ribosylation can be inhibited by small molecule arginine analogues such as agmatine or meta-iodobenzylguanidine (MIBG), which themselves can serve as targets for arginine-specific ARTs. ADP-ribosylarginine specific hydrolases (ARHs) can restore target protein function by hydrolytic removal of the entire ADP-ribose moiety. In some cases, ADP-ribosylarginine is processed into secondary posttranslational modifications, e.g. phosphoribosylarginine or ornithine. This review summarizes current knowledge on arginine-specific ADP-ribosylation, focussing on the methods available for its detection, its biological consequences, and the enzymes responsible for this modification and its reversal, and discusses future perspectives for research in this field

Bacterial Toxins and the Nervous System: Neurotoxins and Multipotential Toxins Interacting with Neuronal Cells

Toxins are potent molecules used by various bacteria to interact with a host organism. Some of them specifically act on neuronal cells (clostridial neurotoxins) leading to characteristics neurological affections. But many other toxins are multifunctional and recognize a wider range of cell types including neuronal cells. Various enterotoxins interact with the enteric nervous system, for example by stimulating afferent neurons or inducing neurotransmitter release from enterochromaffin cells which result either in vomiting, in amplification of the diarrhea, or in intestinal inflammation process. Other toxins can pass the blood brain barrier and directly act on specific neurons