Alergenski proteini u ribi

Riba predstavlja znatan deo ishrane ljudi u svetu. Pre svega, riba je značajan izvor proteina (15-24%) visoke biološke vrednosti, bogata je mineralima, vitaminima, a posebno esencijalnim masnim kiselinama za koje je dokazano da pogoduju u prevenciji mnogobrojnih oboljenja. Zbog velikog značaja polinezasićenih masnih kiselina n-3 klase, u Evropi su date i preporuke o optimalnom dnevnom unosu. Međutim, pored hranljivih svojstava koje ima, riba može biti i izvor različitih bioloških i hemijskih opasnosti. Od bioloških opasnosti posebno su značajni paraziti (Trematodae, Nematodae, Cestodae), bakterije (Salmonella spp, E. coli, Vibrio parahemolyticus, Vibrio vulnificus, Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum, Staphyloccocus aureus), virusi (Norwalk virus, Entero virusi, Hepatitis A, Rotavirus) i biotoksini. Najznačajnije hemijske opasnosti su policiklična aromatična jedinjenja, histamin i teški metali (živa, olovo, kadmijum, arsen, gvožđe). Alergije usled konzumiranja pojedinih vrsta namirnica su u porastu poslednjih godina. Veliki pokret oko pravilnog načina ishrane je doveo do toga da ljudi sve češće konzumiraju ribu, proizvode od ribe kao i različite plodove mora. Pored različitih opasnosti koje mogu poticati iz ribe, posebni značaj poslednjih godina se daje ribi kao potencijalnom alergenu. Naime, veliki broj alergija koje se javljaju u svetu pripisuju se alergenima koji potiču iz mesa ribe, pre svega proteinima mesa ribe. Učestalost alergija koje se povezuju za unosom mesa ribe varira u Evropskim zemljama (Norveška 1,5%; 2,3% Turska, 2,3% Grčka; Švedska 1.2-3.2 %). Kao najznačajniji proteinski alergen iz mesa ribe navodi se parvalbumin (ß tip), koji je izolovan kod velikog broja vrsta. Smatra se da su šaran i bakalar najčešći izvori parvalbumina koji se dovodi u vezu sa različitim vidovima alergijskih reakcija. Potencijalni alergeni su takođe kolagen i želatin koji su izolovani iz kože i pojedinih organa riba. Takođe, značajan alergen iz plodova voda je i tropomiozin, arginin kinaza, aldolaza. Pored ovih alergena, značajni alergeni mogu da potiču iz ikre, pojedih vrsta kavijara, a opisani su slučajevi gde su alergijske reakcije povezane sa kolagenom koji se nalazi u ekstracelularnom matriksu proteina. Alergeni koji dovode do različitih alergijskih reakcija, pored proteina mesa ribe, mogu poticati i od gotovih proizvoda od ribe. Tu spadaju različiti panirani proizvodi od ribe koji sadrže celer, gluten i druge dodatke koji mogu biti potencijalni alergeni. Zbog značaja koji imaju na zdravlje ljude, tehnologija je omogućila različite metode za detekciju ovih alergena. Kao neke od njih navode se ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay), RAST (Radioallergosorbent test) i RIE (Rocket Immuno-electrophoresis). Koja će se metoda detekcije primeniti, prvenstveno zavisi od dostupnosti alergena i praga njegove detekcije. Industija mesa je razvojem tehnologije uvela pojedine tehnološke prosece koji imaju mogućnost inaktivacije pojedinih alergena, pre svega proteina mesa ribe. Visoke temperature koje se primenjuju u obradi mesa ribe mogu uticati na ove alergene, tako što će smanjiti alergeni potencijal, dok neki tehnološki postipci nemaju tu mogućnost

Rezervni proteini semena visokoproteinskih genotipova soje

It is known that the main components of the seed storage proteins contribute to the quality of soybean [Glycine max (L.) Merr.] food products. The objective of this study was to investigate content of the two of them [glycinin (11S) and β-conglycinin (7S) fractions] and their respective subunits on the new high-protein soybean genotypes from the Institute for Field and Vegetable Crops, Novi Sad, Serbia. Subunits were resolved by SDS-PAGE and gels were analyzed by scanning densitometry. Out of 20 analyzed genotypes, the β' and β subunits of β- conglycinin were significantly higher in all of the genotypes except KO531 and KO5431. The β subunit of β-conglycinin was significantly higher in genotypes KO535 KO5437, KO534, KO537, KO539, KO5439, KO532, KO5435, KO538, KO5438 and KO533. The acetic polypeptides of glycinin were significantly higher in genotypes KO5439, KO5437, KO5436, KO5438, KO5432, KO5435, KO5433 and KO5434. The basic polypeptides of glycinin were not significantly higher only in genotypes KO539, KO536, KO538, KO535 and KO533. In conclusion, it appears that among the new high-protein genotypes there are genotypes with different amount of subunits that should be bread in the future for a desired level of the protein components. .Rezervni proteini soje [Glycine max (L.) Merr.] imaju veliku nutritivnu vrednost zbog čega imaju veliku primenu u prehrambenoj industriji. Procena sadržaja dva glavna rezervna proteina, glicinina (11S) i β-conglicinina (7S), i njihovih subjudinica kod visokoproteinskih genotipova soje Instituta za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad uradjena je denzitometrijskim skeniranjem SDS- poliakrilamidnih gelova. Od 20 analiziranih genotipova, sadržaj α' i α subjedinica b-konglicinina je bio signifikantno veći kod svih, osim kod genotipova KO531 i KO5431. Genotipovi KO535 KO5437, KO534, KO537, KO539, KO5439, KO532, KO5435, KO538, KO5438 i KO533 su imali signifikantno veći sadržaj βsubjedinice β- konglicinina. Sadržaj kiselih subjedinica glicinina je statistički značajno bio viši kod genotipova KO5439, KO5437, KO5436, KO5438, KO5432, KO5435, KO5433 i KO5434. Bazne subjedinice glicinina nisu bile signifikantno povećane samo kod genotipova KO539, KO536, KO538, KO535 i KO533. Presentovani rezultati pokazuju da visokoproteinski genotipovi imaju značajne razlike u sadržaju polipepditnih subjedinica i da bi neki od njih mogli biti značajni u programu oplemenjivanja na željeni sadržaj proteinskih komponenti rezervnih proteina semena soje

Family of proteins BCL-2

Kako bi se održala homeostaza broja stanica u nekom organizmu, milijarde stanica dnevno umiru uslijed procesa apoptoze. Egzekutorsko djelovanje u ovom procesu vrše cisteinske proteaze kaspaze potaknute različitim stresnim signalima. No, u procesu apoptoze bitnu ulogu imaju i proteini iz porodice BCL-2. Ti su proteini isprva deklarirani isključivo kao antiapoptički proteini koji uvelike doprinose nastanku i održavanju tumora. U zadnjih petnaestak godina te su tvrdnje dijelom opovrgnute zbog izolacije strukturno veoma sličnih proteina, čija je aktivacija dovodila do procesa apoptoze. Sličnosti između antiapoptičkih i proapoptičkih proteina BCL-2 očitovale su se u visoko konzerviranim BH domenama, obliku aktivnog mjesta enzima – dubokom hidrofobnom žljebu BC zatvorenom s nekoliko amfipatskih zavojnica, te načinu aktivacije/inhibicije. Osim toga, aktivno mjesto geometrijski i termodinamički odgovara obliku BH3 regije ove skupine proteina. Kako bi inducirali apoptozu, proapoptički proteini se vežu na vanjsku membranu mitohondrija i oligomeriziraju se stvarajući proteinske kanale za izlazak citokroma c iz matriksa mitohondrija – signala za aktivaciju kaspaza. Antiapoptički proteini BCL-2 mogu se vezati na proapoptičke članove i tako ih direktno inaktivirati kako bi očuvali integritet membrane. No, mitohondrijska membrana nije jedino područje gdje ovi proteini djeluju, tj. provedena su mnoga istraživanja koja upućuju na veliku važnost ovih proteina u održavanju koncentracije kalcija u endoplazmatskom retikulumu i citosolu, kao i u procesu autofagije – evolucijske alternative procesu apoptoze. Proteini BCL-2 su regulirani na transkripcijskoj, posttranskripcijskoj i posttranslacijskoj razini. Također za regulaciju su važne interakcije s ostalim članovima porodice BCL-2 – antiapoptički i efektorski proteini se međusobno inhibiraju, dok proteini koji sadrže samo BH3 domenu mogu djelovati kao aktivatori efektorskih proteina i/ili inhibitori proapoptičkih proteina.To maintain homeostasis in a number of cells in the body of vertebrates, billions of cells die every day in the process called apoptosis. Apoptosis is executed through the action of cystein proteases caspases induced by different stress signals. However, in the process of apoptosis an important role has a family of proteins called BCL-2. These proteins were initially declared only as antiapoptotic proteins that greatly contribute to the tumorogenesis. In the last fifteen years, on the other side, structurally were isolated very similar proteins whose activation led to apoptosis. Similarities between antiapoptotic and proapoptotic BCL-2 proteins are reflected in the highly conserved BH domains, in the shape of the enzyme active site - a deep hydrophobic BC groove closed with several amphipathic helixes, and in the way of activation / inhibition. In addition, active site geometrically and thermodynamically matches a BH3 region of this group of proteins. In order to induce apoptosis, proapoptotic proteins bind to the outer mitochondrial membrane and oligomerize to form protein channels for cytochrome c release from the mitochondrial matrix – the signal for caspase activation. Antiapoptotic BCL-2 proteins interact with proapoptotic members and directly inactivate them in order to protect membrane integrity. The mitochondrial membrane is not the only place of their action. There were done many experiments suggesting the role of these proteins in the maintenance Ca2+ concentration in the ER and cytosol and in the process called autophagy – evolutionary alternative for the apoptosis process. BCL-2 proteins are regulated at transcriptional, posttranscriptional and posttranslational level. Interactions with other members of the BCL-2 family are also important for regulation: antiapoptotic and effector proteins inhibit each other, and proteins containing only BH3 domain act as activators of effector proteins and / or inhibitors of proapoptotic proteins

Mechanisms of protein import across chloroplast envelope

Endosimbioza kao zajednica dvaju jednostavnih organizama rezultirala je nastankom kloroplasta, organela složene građe. Dvostruka membrana koja čini ovojnicu kloroplasta u kombinaciji s tilakoidnim membranama predstavlja zahtjevan sustav koji je zadržao vlastiti genom. Međutim, iz kloroplasta je tijekom evolucije velik broj gena prenesen u jezgru pa u ovaj plastid ulaze proteini sintetizirani na citosolnim ribosomima. Fotosinteza koja se odvija unutar kloroplasta, jedan je od najvažnijih procesa u živom svijetu. Za odvijanje tog procesa potrebni su strukturalno i funkcionalno raznoliki proteini. Fascinantan je njihov put i mehanizam unosa, koji uključuje vanjsku membranu ovojnice, međumembranski prostor, unutarnju membranu ovojnice te stromu i tilakoide. Put unosa uključuje komplekse Translocon of the Outer membranes of the Chloroplast (TOC) i Translocon of the Inner membranes of the Chloroplast (TIC), proteolitičku razgradnju tranzitnog peptida (TP) te formiranje konačne strukture pomoću šaperona. Nadalje, otkriveni su proteini koji ne prate takav obrazac unosa u kloroplast pa se postavlja pitanje jesu li to samo izuzeci ili pak postoje novi, alternativni načini unosa proteina koji će se otkriti u budućnosti.Endosymbiosis of two simple organisms has resulted in development of chloroplast, an organelle with complicated architecture. In addition to inner and outer envelope membranes, chloroplasts contain thylakoids - a system of membranes inside the organelle. Although chloroplasts possess own genome, during the evolution a great number of genes are transferred from the chloroplast genome to the nuclear genome. Therefore, a number of proteins needed for chloroplast function are encoded by nuclear genome and synthesized on cytosolic ribosomes. They have to be imported into the chloroplast. Photosynthesis is one of the most important processes in living world and it is placed in chloroplast. Structurally and functionally diverse proteins are acquired for that important process. Their pathway and mechanism of import is fascinating. It includes outer membrane, inter-membrane space, inner membrane, stroma and thylakoids. It involves complexes Translocon of the Outer membranes of the Chloroplast (TOC) and Translocon of the Inner membranes of the Chloroplast (TIC), proteolitic removal of transit peptide (TP) and chaperones which help to create final structure. On the other hand, new proteins are discovered and they do not show that kind of importing pattern, so there is remaining question to be solved – are those proteins just exception or there is a new, alternative pathway of importing proteins into chloroplast

Organisation of microtubules and spindle pole in the cells without centosomes

Najvažnija komponenta stanice odgovorna za sastavljanje mikrotubula je gama tubulin. On potiče dimerizaciju alfa i beta tubulina i tako nastanak mikrotubula. Lokaliziran je naročito na površini jezgre biljnih stanica koja je otkrivena kao glavna mjesta sastavljanja mikrotubula. Također, kortikalna membrana i fragmoplast su mjesta na kojima se mikrotubuli sastavljaju. Visoka dinamika sastavljanja i rastavljanja mikrotubula vrlo je bitna kod diobe stanice kada se mikrotubuli intenzivno premještaju. Proteini povezani sa mikrotubulima imaju važnu ulogu u njihovoj stabilizaciji te pomažu sastavljanje mikrotubula. Buduća istraživanja bi trebala razjasniti molekularnu funkciju proteina koji potiču izduživanje mikrotubula na acentrosomalnim polovima i unutar diobenog vretena. Također, kontrolni mehanizmi koji reguliraju funkciju mikrotubulskih organizacijskih centara su još nedovoljno otkriveni.The most improtant component of the cell, responsable for microtubule assembly is gammatubulin. Gamma-tubulin induce polimerisation of alpha and beta tubulin so as microtubule assembly. Its localized mostly on the nuclei surface, and this site is discovered as most active nucleating site of microtubules. Cortical membrane and phragmoplast are also sites of microtubule assembly. Highly dynamic assembly and dissasembly of microtubules is very important in mitosis when microtubules fast move in the cell. Proteins associated with microtubules are very important in stabilization of micortubules and for their assembly. Further researches should explain molecular function of proteins which induce polimerization of microtubules on acentrosomal poles and in mitotic spindle. Also, control points of regulation microtubule`s organization centers are still insufficient explained

Post-translational modification of proteins

Posttranslacijska modifikacija svaka je preinaka proteina koja se odvija na proteinu nakon njegove biosinteze. Ove modifikacije uključuju smatanje proteina te mnogobrojne kovalentne modifikacije. Toliko su brojne da gotovo da nema proteina koji se ne podvrgava nekoj od ovih modifikacija. Trenutno je otkriveno preko 200 različitih posttranslacijskih modifikacija te su one postale težište istraživanja u proteomici iz razloga što postaje sve jasnije da su proteini bez ovih modifikacija inertne strukture koje ne mogu obavljati svoju biološku ulogu. Stoga je proučavanje ovih modifikacija vrlo bitno, ne samo iz znanstvenog pogleda, već iz medicinskih i biotehnoloških razloga te je budućnost istraživanja ovih modifikacija vrlo obećavajuća.Post-translational modification is every protein modification that is happening after a protein is sythesized. These modifications include protein folding and numerous covalent modifications. Their number is so vast that there is almost no protein that isn't subjected to at least one of these modifications. Currently there are about 200 known post-translational modifications of proteins and they are increasingly becoming the centre of proteomic research because it is becoming evident that a protein without these modifications is nothing but an inert structure, unable to perform its biological function. Therefore, examination of these modifications is becoming more and more important, not only from a scientific perspective, but also from medical and biotechnological views and that is why the future of researching these modifications is very promising

Evolution of alternative RNA-splicing

Pojava alternativnog prekrajanja nesumnjivo predstavlja iznimno važan korak u evoluciji eukariota. Iako nije poznato kada se točno pojavilo, zasigurno je od tada snažno povećalo kodirajući potencijal genoma. Ono je nastalo kao svojevrsna nadogradnja na prekrajanje pre-mRNA. Prekrajanje RNA nastalo je kao posljedica pojave introna u ranim genomima koji su se morali izrezivati iz transkripata. Introni najvjerojatnije vuku transpozonsko porijeklo što im je omogućilo brzo širenje drevnim genomima. Kompleksnost sustava za prekrajanje samo se povećavala tijekom evolucije, ali osnovni mehanizam ostao je isti. Otprilike u vrijeme odvajanja eukariota od arheja, u ranom pretku eukariotske skupine pojavili su se snRNA i Sm proteini koji su asocirali u ribonukleoproteine (snRNP) koji su katalizirati prekrajanje te je time značajno smanjen selektivni pritisak na intronske sljedove jer mogućnost izrezivanja više nije ovisila o vlastitoj sekundarnoj strukturi. Uz to, snRNP-i su mogli uspostaviti interakciju s novonastalim skupinama proteina – SR i hnRNP koji su ih regulirali. To predstavlja začetak spliceosoma i alternativnog prekrajanja, a obje karakteristike su bile već prisutne kod najkasnijeg zajedničkog pretka eukariota. Od tada, središnje jedinice spliceosoma su do danas ostale jako dobro očuvane među svim proučenim eukariotima, ali je regulacija alternativnog prekrajanja divergirala i izravno utjecala na građu i način života eukariotskih organizama.Appearance of alternative splicing undoubtedly marks a crucial step in eukaryotic evolution. Even though it's not clear when exactly this phenomenon appeared, it must have strongly increased the coding potential of genomes. It clearly appeared as an upgrade to pre-mRNA splicing. RNA splicing came about as a consequence of introns existing in early genomes, which should have been cut out from transcripts. Introns probably derived from transposons, which initially gave them the ability to spread across ancient genomes quickly. The complexity of the splicing system increased through the process of evolution, but the main mechanism remained the same. Approximately at the time of eukaryotic divergence from archaea, in early ancestor of eukaryotic group, snRNA and Sm proteins appeared that associated into ribonucleoproteins (snRNP) and could catalyse RNA splicing. This strongly relaxed the selection pressure on intronic sequences because their ability to be spliced out didn’t depend on their secondary structure anymore. Also, snRNPs were able to interact with newly arisen protein groups – SR and hnRNP which regulated them. This marks the beginning of spliceosome and alternative splicing and both characteristics were already present in the last eukaryotic common ancestor. Since that time, core spliceosomal subunits remained highly conserved between all studied eukaryotes, but alternative splicing regulation diverged and directly influenced the structure and lifestyle of eukaryotic organisms in general

Iron transfer and storage proteins

Željezo je vrlo bitan element za temeljne metaboličke procese. S obzirom na činjenicu da je neophodan za niz funkcija, organizmi ga moraju pohranjivati na način da bude netoksičan i brzo dostupan. To je postignuto „pakiranjem“ željeza u proteinske omotače zvane feritini. Feritini su simetrični proteini koji se sastoje od jezgre izgrađene od kompleksa željezovog oksida i hidroksida te proteinske ljuske. Željezo se iz mononuklearno-fagocitnog sustava (,,reciklaža'' eritrocita) i tankog crijeva (ulazak preko probavnog sustava) do svih stanica prenosi transferinom. On ima izrazito veliki afinitet za slobodno željezo, a u stanicu ulazi endocitozom induciranom receptorom gdje ga ispušta u uvjetima nižeg pH. Mehanizam unutarstanične regulacije željeza precizno je reguliran na razini translacije. Citosolna akonitaza u uvjetima smanjene koncentracije željeza gubi svoj Fe-S klaster i kao takva se može vezati na mRNA feritina i transferinskog receptora. U tom se slučaju sinteza feritina smanjuje (pohrana nije toliko bitna), dok se sinteza transferinskog receptora povećava. Porastom broja receptora na površini stanice u nju ulazi više željeza pa tako stanice koje imaju veće potrebe za tim elementom imati izražen veći broj receptora. Željezo se još može nalaziti u obliku hemosiderina, proteina koji je često pokazatelj viška željeza u organizmu. Ostali bitni proteini koji sadrže željezo su hemoproteini i proteini s klasterima željeza i sumpora. Željezo u hemu najčešće ima funkciju reverzibilnog vezanja kisika i transporta elektrona. U hemoglobinu se nalazi preko 60% ukupnog željeza u organizmu. Hemoproteini, kao i Fe-S proteini, bitnu ulogu ostvaruju i u staničnom disanju kao prijenosnici elektrona. Dakle, željezo je element s mnoštvom različitih funkcija te je stoga neophodan za život svih organizama na Zemlji.Iron is an important element for fundamental metabolic processes. Considering the fact that it is essential for a range of functions, it has to be stored in a non-toxic and accessible form. This is achieved by packing iron into protein shells called ferritins. Ferritins are symmetric proteins consisting of iron oxide-hydroxide core and a protein shell. Iron is tranferred from mononuclear phagocyte system (erythrocyte recycling) and duodenum (absorption by digestive system) to the entire organism by transferrin. Transferrin has extremely high affinity for free iron and is taken up by receptor-mediated endocytosis into endosomes. There it releases iron in the low pH environment. Intracellular iron regulation mechanism is precisely controlled at translation level. When the cell is depleted of iron, cytosolic aconitase loses its Fe-S cluster. Apoenzyme so formed has the ability to bind to mRNAs for transferrin receptor and ferritin, thus reducing ferritin synthesis and increasing transferrin receptor synthesis. With increase of transferrin receptor number on the cell surface, more iron is taken up by the cell. Cells with greater need for iron have more transferrin receptors on their surface. Another example of an iron storage protein is hemosiderin. It is often an indicator of excess iron in the body. Other important iron containing proteins are hemeproteins and iron-sulfur proteins. Heme iron has a function of reversible oxygen binding and electron transport. Hemoglobin contains over 60% of total body iron. Hemeproteins, together with Fe-S proteins, have an important role in cellular respiration as electron carriers. In conclusion, iron is an element with a variety of functions and is therefore essential for all living organisms on Earth