15 Aralık 2017,Cuma
Anasayfa » Tag Archives: 39i

Tag Archives: 39i

Pennsyl Üniversitesi'nden 'One Penn' 'i destekliyor …

Pennsylvania Üniversitesi (Penn) kampüs genelinde bir İK dönüşümüne başladığında, liderlik geniş üniversite topluluğunun dahil olmasının kritik olduğunu biliyordu çünkü katılım ve işbirliği temel değerlerdir. Bu değer temelli yaklaşımı kullanarak üniversite, İş Dünyası İnsan Sermayesi Yönetimi (HCM) sayesinde başarmak istediği şey için kapsamlı bir plan çizdi. Penn'teki insan kaynaklarının başkan yardımcısı Jack Heuer, bize daha da bağlı bir kampus olma yolunda …

Devamını Oku »

PI3Kδ ve primer immün yetmezlikler – Avrupa PMC … Özet Birincil immün yetmezlikler, immün sistemin kalıtsal bozuklukları, Genellikle lenfosit gelişimi için gerekli genlerin mutasyonu ve Aktivasyon. Son zamanlarda, çeşitli çalışmalar, fonksiyon kazanım mutasyonları tespit etmiştir Fosfoinositid 3-kinaz (PI3K) genlerinde PIK3CD (ki P1106'yı kodlar) ve PIK3R1 (p85α'yı kodlar) Aktif olarak adlandırılan kombine bir immün yetmezlik sendromuna neden olan PI3Kδ sendromu (APDS) veya p1108-aktive edici mutasyona neden olan Yaşlı T hücreleri, lenfadenopati ve immün yetmezlik (PASLI). Paradoksal, Hem fonksiyon kaybı hem de bu genleri etkileyen fonksiyon kazanım mutasyonları Farklı mekanizmalar yoluyla olsa da, immünosüpresyona neden olur. Burada, Adaptif bağışıklıkta PI3Kδ'nın rolleri, klinik bulguları tanımlar Ve APDS'deki hastalık mekanizmalarını incelemek ve PI3Kδ'ya yeni bakış açıları vurgulamak Bu hastalardan elde edilen bulguların yanı sıra Klinik tedavi. Giriş Aktif PI3Kδ sendromu (APDS; PASLI olarak da bilinir), Içinde yeni tanımlanmış primer immün yetmezlik (PID) sendromlarının giderek artan sayısı Nedensel mutasyonlar, yeni nesil dizileme ile tanımlanmıştır. The APDS'nin klinik bulguları çeşitlidir ve heterojendir (Kutu 1), ancak hastaların çoğunluğu Tekrarlayan solunum yolu enfeksiyonlarıyla, sıklıkla hava yolu skarlasması ile birlikte görülen (Bronşektazi) ve kulak ve sinüs hasarı, ki bu antikorun (B hücresi) eksiklik. Herpes aile virüsleri ile şiddetli, tekrarlayan veya devam eden enfeksiyonlar, Kusurlu T hücre fonksiyonunu gösteren, bu durumda da sık görülür ve Bazı etkilenen bireylerde erken ölüm neden olur. Birçok hasta benign gelişir Hepatosplenomegali ile sıklıkla ilişkili olan lenfadenopati ve APDS ile ilişkili B hücre lenfoma riski önemli ölçüde artmıştır (Kutu 1). Viral duyarlılık artışı Enfeksiyon ve hafıza T hücrelerinin zayıf geri çağırma tepkileri APDS'yi ayırt eder İzole edilmiş hipogammaglobulinemi 1 – 4 dolayısıyla APDS kombine edilmiş olarak düşünülmelidir Bağışıklık yetersizliği 5 . 100'den fazla hasta APDS ile bugüne kadar bildirilmiştir, ancak kesin insidans henüz bulunmamaktadır. . Kutu 1 APDS'nin klinik özellikleri 6 APDS'li hastalar hem bağışıklık yetersizliği hem de bağışıklık özellikleri sergilerler Disregülasyon: Nükseden akciğer, kulak ve sinüs enfeksiyonları (kapsüllenmiş bakterilerle Olarak Haemophilus influenzae ve Streptokoklar Etkili olabilmek için opsonizasyona ihtiyaç duyan pneumoniae Öldürme) yakın evrenseldir ve yüksek bir insidans ile ilişkilidir Işitme bozukluğu ve bronşektaziyi içeren organ hasarı Havayolu korkutması) 1 4 . Herpes aile virüsü ile şiddetli, tekrarlayan veya kalıcı enfeksiyonlar Yaygın, özellikle kronik EBV veya CMV viremi ve HSV ve VZV Enfeksiyonlar 1 3 – 7 . Bazı solunum yolu virüslerinin sık izolatları 1 Fırsatçı enfeksiyonlar seyrek olmakla birlikte, birkaç hastada (örn., Adenovirüs ve echovirus) Tekrarlayan viral siğiller veya molluskum kontagiosum deneyimli Enfeksiyonlar 49 . Apse oluşumu, lenfadenit ve selülit insidansında artış Gram pozitif bakterilerle (çoğunlukla Staphylococcus Aureus ) ve mikobakterilerin hatalı öldürülmesi APDS'li bir hastadan izole edilen makrofajlar, Doğal bağışıklık 64 . Benign lenfoproliferasyon (lenfadenopati, hepatosplenomegali ve fokal Nodüler lenfoid hiperplazi) tüm hastalarda ortak özelliktir Bugüne kadar incelenmiş olan APDS Etkilenmiş hastalardaki lenfoid dokunun histopatolojik analizi Manto zayıflaması ile atipik folliküler hiperplaziyi gösterir APDS1'deki bölgeler ve APDS2'deki küçük B hücreli folliküller. Germinal merkezler Her ikisinde de T hücrelerini infiltre ederek (çoğunlukla PD1 pozitif) bozuldu APDS1 ve APDS2 APDS ile bağlantılı yüksek oranda bir lenfoma var ve bunları kapsıyor Geniş bir histopatolojik şekil yelpazesi 1 2 7 67 İmmün sitopenias (trombositopeni, hemolitik anemi ve nötropeni) Ve otoimmün benzeri katı organ koşulları (juvenil artrit, Glomerulonefrit, tiroidit ve sklerozan kolanjit) de var 7 66 ,% 34'lük bir frekansta APDS1'li 53 hastanın kohortu 7 Hafif gelişimsel gecikmeler hem APDS1 hem de APDS2'de görüldü. APDS2 olan 36 hastadan oluşan bir kohortta 7 Büyüme (Büyüme) Retardasyon APDS2 olan hastalarda yaygındır 6 73 74 ancak görünmemektedir Özelliği, APDS1'in heterozigot SHORT sendromlu (kısa boylu, boy kısalığı, Eklemlerin hiperekstansibilitesi, fıtı, oküler depresyon, Rieger anomali Ve diş çıkarma gecikmesi) 88 91 APDS heterozigot kazançtan kaynaklanır (GOF) mutasyonları Hiperaktivasyona neden olan PIK3CD veya PIK3R1 Sırasıyla protein ürünleri p1108 veya p85a, 1 – 4 . P85a düzenleyici altbirim ve p110δ katalitik altbirimi Birlikte heterodimerik lipid kinazı PI3Kδ oluşturur; B hücresi reseptörü de dahil olmak üzere bağışıklık sistemindeki hücrelerdeki çoklu reseptörler (BCR) ve T hücre reseptörü (TCR) yanı sıra sitokin ve kostimülatör Reseptörler. Bu aynı altbirimlerde homozigot işlev kaybı (LOF) mutasyonları neden olur İnsanlarda immün yetmezlikten oluşan belirgin ve daha seyrek bir şekil 8 – 10 ve bu belirgin ikiye bölünme, birlikte Etkilenen hasta gruplarının klinik özellikleri, anlayışımızı bildirmiştir. Bu derlemede, PI3Kδ hakkında bilineni özetleyeceğiz, odaklanacağız. Uyarlamalı bağışıklık tepkileri düzenlemesi üzerine. Bu bilginin büyük kısmı Gen hedefli fareler kullanarak yapılan çalışmalar. Ardından, şüphelenilen iki olguyu özetleyeceğiz Insanlarda PI3Kδ eksikliği bildirildi, daha önce tanımlanmadan önce APDS'nin klinik ve immünolojik belirtilerini ayrıntılı olarak açıklar. Sınıf I PI3K'lara genel bakış Sınıf IA PI3K'ler, Pı10a, pı10p veya pı108 katalitik altbirimi oluşturucu olarak Bir p85 düzenleyici altbirimi ile ilişkilidir; IB PI3K sınıfı, Bir p101 veya p84 düzenleyici alt-birim ile etkileşen p110γ katalitik altbirimi (). Pı10a ve pı10p Büyük ölçüde ifade edilirken, p110γ ve pl108 baskın olarak Lökositler tarafından ifade edilir. Fazlalık için önemli bir potansiyel olsa da Katalitik altbirimler arasında, her bireysel p110 izoformu için benzersiz roller var Farklı ifade şekillerini yansıtan ve aynı zamanda Kendi reseptörleri tarafından angaje edilirler 8 , 11 . Örneğin, p110a, Insülin benzeri reseptörler tarafından aktive edilir ve büyümeyi, metabolizmayı ve Angiogenesis 11 oysa p110β Metabolik sinyallemeye katkıda bulunur ve Fare nötrofilleri bağışıklık komplekslerine 12 , 13 . P110γ, Miyeloid hücreler ve kemotaktik tepkilere katkıda bulunur, ayrıca reaktif oksijen Nötrofillerdeki tür (ROS) üretimi 14 . P110δ ile birlikte, p110γ, pre-T hücresi sırasında da önemlidir Timusta gelişim 15 . P1106, Bu derlemenin odak noktası olan hemodiyaliz, hem lenfositlerde hem de Miyeloid hücrelerdir ve antijen reseptörleri, ko-uyarıcı reseptörler, Sitokin reseptörleri ve büyüme faktörü reseptörleri 8 PI3K altbirimleri ve APDS mutasyonları Sınıf Sınıf I PI3K'ler, PtdIns (4,5) P 2'nin fosforilasyonunu katalize eder. ila Bir membran görevi gören PtdIns (3,4,5) P 3 (PIP 3 ) üretirler Pleckstrin homolojisi (PH) alanları olan hücre sinyal proteinleri için ip. Göze çarpan Bunların arasında PDK1 ve AKT, bunlar gibi substratları fosforile edecek şekilde hareket ederler FOXO transkripsiyon faktörleri (inaktive hale gelir) ve regülatörleri MTOR kompleksi 1 (aktive olur). Bu nedenle, sınıf I PI3K'lerin aktivasyonu FOXO transkripsiyon faktörlerinin inaktivasyonu ile sonuçlanır. Lenfositlerde BTK ve İTK PIP 3 – Aktifleştirmeye katkıda bulunan tepki veren tirozin kinazlardır. Fosfolipaz C-gamma (PLCγ) ve diğer indirgeyici sinyal proteinleri (,). Lipid fosfataz PTEN, PIP 3 'i PtdIns'e (4,5) P 2 8'e dönüştürür. Sınıf IA PI3K düzenleyici altbirimler üç farklı gen tarafından kodlanır ( PIK3R1 PIK3R2 ve PIK3R3 ) (). PIK3R1 P85α, p55α ve p50α'yı kodlar (her biri bir alternatiften Transkripsiyon başlangıç ​​sitesi), PIK3R2 p85β'yı kodlar ve PIK3R3 p55γ 16 kodlar. Bu düzenleyici altbirimlerin SH2 etki alanları vardır ve bu bağlar Hücre yüzeyi reseptörlerinin fosforile YXXM motifleri ve membrana bağlı Proteinler. P85α, p55α, p50a ve p85β her yerde bulunur Ifade ederken, p55γ esas olarak beyinde ve testislerde 16 ifade edilir. Sınıf IA PI3K düzenleyici herhangi biri Altbirimler belirgin olmadan p110α, p110β ve p1108'e bağlanabilir seçicilik. PI3Kδ'nın, en iyisi, p85α'yı P1108, ancak p110δ ile diğer sınıf IA PI3K düzenleyici altbirimler de mümkündür. Ayrıca şunu da bilmek önemlidir: P85α birçok p110δ'dan bağımsız işlevlere sahiptir, çünkü aynı zamanda bağlayabilir P110α ve p110β 16 . Sınıf IA PI3K düzenleyici altbirimleri p110 katalitik altbirimlerini etkiler Üç şekilde 17 : proteolitik P110'un bozunması; P110 katalitik aktivitesini inhibe eder; Ve p110'u işe alıyorlar Altbiriminden plazma zarındaki tirozin fosforile proteinlere dönüştürülür. P85α'nın SH2 domenleri fosfotirozinler tarafından tutulduktan sonra, P110 ile inhibitör kontaklar hafifletilir 17 . Böylece, PIK3R1 genindeki mutasyonlar, PI3K aktivitesini, P110δ'nın parçalanmasına veya işe alımının azaltılmasına izin vererek Reseptörler ( PIK3R1 null veya LOF mutasyonları durumunda) veya tarafından P85α'nın p1108 üzerindeki inhibe edici etkisinin serbest bırakılması (durumda PIK3R1 GOF mutasyonları). Düzenleyici alt birimlere ek olarak, P110α ve p110δ RAS'ı bağlayabilir ve p110β, RAC'yi veya CDC42'yi bağlar. Bu küçük GTPazlar p110 altbiriminin membrana bağlanmasına yardımcı olur 17 18 . PI3Kδ ve bağışıklık: fareden alınan dersler APDS tanımından önce, rolü hakkındaki bilgilerin çoğunun Bağışıklık ve enfeksiyonda PI3Kδ, genetik ve farmakolojik Fare modelleri kullanılarak yapılan çalışmalar. APDS'ye neden olan GOF mutasyonları geçtiğimiz günlerde Artmış bazal ve uyarılmış PIP 3 seviyelerine ve PIP 3 – hastadan türeyen bağımlı sinyal iletim dizileri Lenfositler 1 – 4 ve bu hastaların incelenmesi bize yeni bilgiler verebilir PI3Kδ aktivitesinin dengesi bağışıklık hücresi işlevlerini nasıl düzenler. İşte, biz Farelerdeki bu çalışmaların bize ne öğrettiğini özetleyin, önce Mutasyon geçiren insan hastaların immünolojik fenotipleri PIK3R1 Veya PIK3CD

Fare B hücrelerinde PI3Kδ fonksiyon kaybı Farelerde, kemik iliğinde erken B hücresi gelişimi sadece hafiftir 19 – 23 p85α veya p1108'in kaybından etkilenir. Buna karşın p110α ve p110δ kombine kaybı, Pro-B hücresi safhasında 24 yakınlarında yakın komple geliştirme bloğu . Bununla birlikte, p85α veya p1108'den yoksun fareler Altbirimlerin foliküler B hücreleri daha az, marjinal bölge (MZ) B hücrelerinden yoksun ve …

Devamını Oku »

Metanobaktiğin ve Bakır ile Bactanın Bağlantısı … Özet Methanobactins (mbs), düşük molekül ağırlıklı (<1,200 Da) bakır- Birçok metan oksitleyici bakteri (metanotrof) tarafından üretilen bağlayıcı peptidler veya chalkophores. Bu moleküller belirli demir bağlama sideroforlarına benzerlikler gösterir, ancak bakır sınırlamasına yanıt olarak eksprese edilir ve salgılanır. Yapısal olarak, mbs, bakır koordinasyon bölgesini oluşturan ilişkili tiyoamit gruplarına sahip bir çift heterosiklik halkayla karakterize edilir. Halkalardan biri her zaman bir oksazolondur ve ikinci halka bir oksazolon, bir imidazolon veya bir pirazindion parçasıdır. Mb molekülü, (i) halka oluşumu, (ii) bir lider peptid dizisinin bölünmesi ve (iii) bazı durumlarda bir sülfat grubunun eklenmesi de dahil olmak üzere bir dizi posttranslasyonel modifikasyona uğramış bir peptid öncüsünden kaynaklanmaktadır. İşlevsel olarak, mbs bakır alım sisteminin hücre dışı bileşenini temsil eder. Bakır alımındaki bu rolü ile tutarlı olarak, mbs bakır iyonları için yüksek afiniteye sahiptir. Bağlandıktan sonra, mbs hızla Cu 2+ 'i Cu 1+ e indirir. Bağlayıcı bağlamaya ek olarak, mbs çoğu geçiş metalini ve geçiş metaline yakın bağlar ve ana metanotrof yanı sıra diğer bakterileri toksik metallerden korur. Mbslere, başta redoks ve metal bağlayıcı özelliklerine dayanan diğer birçok fizyolojik fonksiyonlar atanmıştır. Bu derlemede, bu yeni metal bağlayıcı peptit tipinin mevcut durumunu inceliyoruz. Potansiyel uygulamalarını, mbslerin çoklu metallerin biyoyararlanımını nasıl değiştirebildiğini ve mbs'lerin metanotrofların fizyolojisinde nasıl oynayabileceğini de keşfediyoruz. GİRİŞ Methanobactins (mbs) ilk önce aerobik metan oksitleyici bakterilerde (metanotroflar) tanımlandı. Bu göze çarpan bakteri grubu, karbon ve enerjinin tek kaynağı olarak metan kullanarak büyüyebilir. Oksijen ve metanın bulunduğu ortamlarda bulunurlar ve biyosferde üretilen metanların çoğunun tüketilmesinde önemli bir rol oynarlar ve böylece küresel ısınmaya olan etkilerini azaltıyorlar (1, -4). Metanogenezis (5) yoluyla üretilen, ucuz, kolay bulunabilen ve yenilenebilir karbon kaynağı ile üretildikleri takdirde, metanotrofların toplu ve ince kimyasalların üretimi için ve çevre kirleticilerin biyolojik olarak temizlenmesinde önemli bir potansiyeli vardır (2, 6 , -8). Metan üzerinde yetişen bir bakterinin ilk raporu, 1906'da Hollanda'da Delft'te bulunan Beijerinck'in laboratuvarında çalışan Söhngen tarafından yapıldı; bu gaz, 1906'da Bacillus metanicus'un izolasyonunu Su bitkileri ve gölet suyu (9). 50 yıl sonra bu mikropun yeniden izole edildiği ve adı değiştirildi Pseudomonas metanica (10, 11). İkinci metanotrof, Metilokokus kapsülatus (Texas türü), 1966'da izole edildi (12). Methanotrof biyolojisindeki bir dönüm noktası, Whittenbury ve meslektaşları tarafından çeşitli karasal ve tatlı su ortamlarından izole edildiğinde ve metan üzerinde büyüyen 100 yeni aerobik metanotrofu anlatan 1970'de geldi (13). Daha sonra bu metanotrofların metan üzerinde yetişebilme yeteneği, karbon asimilasyonunun yolakları, istirahat evreleri (kistler ve sporlar) oluşumu, morfoloji, kompleks intrasitoplazmik zarın bulunduğuna dayanarak tip II'ye karşı tip II sınıflandırması geliştirdiler. Düzenlemeler ve DNA'ların mol yüzdeleri G + C içeriği. Daha sonra, Bowman ve meslektaşları çeşitli ortamlardan benzer sayıda metanotrof izole etti ve bunları Whittenbury ve meslektaşlarının programına ve 16S rRNA filogenezine (14, 15) göre sınıflandırdılar. O sırada hiçbir DNA sıralamasının yapılmamış olmasına rağmen, Whittenbury ve arkadaşlarının genel sınıflandırma şeması bugün metanotrofların gruplandırılmasında sağlam ve kullanışlı bir yöntem olmaya devam etmektedir. Buna göre şu anda 15 jenerat metanotrof bulunmaktadır Gammaproteobakteri sınıfının Methylococcaceae ve 3'ünde Methylothermaceae ailesi bulunmaktadır. Metilobakter Metilokaldum Metilokokus Metilogea Metiloglobulus Metilomagnum ] Metilomarinat Metilpomfurus Metilfosfamid Metilfosfat, Metilpomkarboksilik Asit Metanol, Metilokarboksilik Asit Metilpomkarboksilik Asit Metilpomkarboksilik Asit Metanol (19459016, Metilosarkin (19459016) ve Metilovüum ailesi metanotroflarıdır ve Metilohalobius Metilomarinovum , Ve Metiltermermus Metiltothermaceae familyasındaki metanotroflardır (16, -21, 227). Methylocystaceae familyasında ve Metilocella familyasında Alphaproteobacteria cins Methylosinus ve Methylocystis , Metiloferula ve Metilokapsa 'nın ailesi Beijerinkiaceae'de . Son 15 yılda, çoğul bileşiklerini büyüme için kullanabilen Metilokolella Metilokapsa ve Metilokistis cinslerinde fakültatif metanotroflara ilişkin raporlar artmaktadır Metan (22, -26). Günümüzde ayrıca, Crenothrix ve Clonothrix gibi diğer cinslerden filamentli metanotroflar ve yüksek sıcaklıklarda büyüyen ve düşük sıcaklıklarda yetişen cins Methylacidiphilum'un nonproteobakteriyel (verrucomicrobial) metanotrofları PH da yakınlarda keşfedilmiştir (27). Son olarak NC10 filumunun bir üyesi olan "Candidatus Metilomirabilis oksifizasyonu" zorunlu anaerob olmasına rağmen metan oksidasyonu için dioksijen ürettiğini gösterdi (28,29). Birlikte ele alındığında, bu veriler gezegenimizin birçok ekosisteminde metanotrofik bakterilerin yaygın doğasını açık bir şekilde göstermektedir. Metanotrofların fizyolojisi ve biyokimyası Metanotroflar metan'ı bir enerji kaynağı olarak kullanabilir ve ayrıca (6, 30, 31) için karbon sağlamaktır. Metanın metanole ilk oksidasyonu metan monooksigenaz enzim (MMO) tarafından katalize edilir. Aynı moleküler metan oksidasyon problemine (32, -37) evrimsel olarak bağımsız çözümler üreten MMO, membrana bağlı veya partikülat MMO (pMMO) ve sitoplazmik veya çözünür MMO (sMMO) olmak üzere iki yapısal ve biyokimyasal açıdan farklı formlar vardır . SMMO, aynı zamanda sınıf I ribonükleotid R2 alt-birimi için homolog olan çözünebilir di-demir monooksigenazlar (SDIMOs) (38) olarak bilinen geniş bir bakteri hidrokarbon oksijenaz grubuna ait olan üç komponentli bir bin nuclear demir aktif merkez monooksigenazdır Redüktaz. Methylococcus capsulatus (Bath) (39, -43) ve Methylosinus trichosporium OB3b (44, -47) 'den elde edilen iki çok benzer sMMO sistemi ayrıntılı olarak incelenmiştir. SMMO altı genli bir operon, mmoXYBZDC tarafından kodlanır ve üç bileşene sahiptir: (i) bir α-hidroksilazokinaz ile bir 250-kDa hidroksilaz (19459022) α alt birimlerinin (MmoX) substrat oksijenasyonunun meydana geldiği yerde çift çekirdekli demir aktif merkezini içerdiği yapı, (ii) flavin adenin dinükleotidli 39-kDa NAD (P) H bağımlı redüktaz (MmoC) FAD) ve Fe (19459022) 2 2 protez grupları ve (iii) protein B olarak bilinen bir 16-kDa bileşenini (MmoB) veya protez grupları içermeyen kuplaj / geçitlendirme proteini veya Metal iyonları (39, 48). Protein B için (39, 53, 54) hidroksilaz bileşeni (49, -52), nükleer manyetik rezonans (NMR) -tabutulan yapılar için X-ışını kristal yapıları vardır ve bu bileşiğin flavin alanı için bir NMR türetilmiş yapı vardır Redüktaz (55). Üç bileşen tarafından oluşturulan kompleks, küçük açı X-ışını saçılım analizi ve biyofiziksel olarak elektron paramanyetik rezonans spektroskopi, ultra-santrifüjleme ve kalorimetrik analiz ile yapısal olarak incelenmiştir (56, 57). SMMO'nun katalitik döngüsü kapsamlı bir şekilde incelenmiş ve çift-çekirdekli demir merkezindeki oksijen ve hidrokarbon aktivasyon mekanizmasının anlaşılmasına yönelik mükemmel ilerlemeler yapılmıştır (45) (45, 58, -62). Bununla birlikte, pMMO, bakır ve muhtemelen demir içeren membrana bağlı enzimdir (6, 37, 47, 63, 64). Tip I metanotroflardaki veziküler disklerin şeklini alan sıradışı intrasitoplazmik membranlar ve tip II organizmalarda eşleştirilmiş periferik tabakalar ile ilişkilidir (65, -75). İntrasitoplazmik membranlar pMMO'da zenginleştirilir ve sukroz yoğunluk gradyanlarında sedimantasyon hızı temelinde sitoplazmik membrandan fiziksel olarak ayrılabilir (76). PMMO'nun yapısı ve mekanizması hakkında bir anlayış, enzim çözünürken aktivite kaybından dolayı sMMO için olana göre daha yavaş ortaya çıkmıştır. PMMO, genler pmoCAB tarafından kodlanan yaklaşık 49, 27 ve 22 kDa'lık üç polipeptitten oluşur (77). Metanotroflarda genellikle bu pmo genlerinin birden fazla kopyası vardır (78, 79). Son yıllardaki araştırmalar, doğal pMMO'nun, hidroksilamin oksidoredüktaz ve amonyak monooksigenaz redoks çiftleri (82, -85) için bulunana benzer şekilde, pMMO'ya elektronlar (80, 81) sağlayabilecek metanol dehidrojenazı (MeDH) ile kompleks oluşturduğunu göstermiştir ). Bazı metanotroflar, mesela M. Kapsülatus (Banyo) ve M. Trichosporium OB3b, her iki MMO formunu üretebilir. En bilinen metanotroflar yalnızca pMMO'ya sahiptir, örneğin Metilomonas metanika Metilomikrobiyum album BG8, Metilokistis parvus OBBP ve verrukomikrobik ve NC10 metanotroflar. Beijerinckiaceae ailesindeki, örneğin Metilasella silvestris ve Metiloferula stellata içindeki sadece birkaç metanotrofun sMMO'ya sahip olduğu, ancak pMMO'ya sahip olmadığı (21, 86) MMO tarafından üretilen metanol, bir kalsiyum veya nadir toprak bağımlı pirroloquinoline quinone (PQQ) içeren MeDH (87, -91) ile formaldehite oksitlenir. Formaldehit, metanotrofik metabolizmanın metabolizmasının önemli bir koludur ve bir karbon (C 1 ara ürününün enerji elde etmek için CO 2'ye oksitlenebildiği veya asimile edildiği noktayı temsil eder Biyokütleye dönüştürdü. Formaldehid toksik olduğundan, metanotroflar bu metabolik ara maddenin birikimine karşı kendilerini korumalıdırlar. Formaldehit metabolizması için çoklu yollar metanotroflarda bulunur (2, 26, 92, -96). Örneğin, formaldehitin oksidatif dissimilasyonu, boya bağlı membrana bağlı (93) yoluyla ya da NAD + yoluyla tetrahidrometanopterine (H 4) [97,98] konjügasyonuyla ortaya çıkabilir ] Bağımlı (95, 96, 99) formaldehit dehidrogenazlar. Formül, formaldehidin formaldehit dehidrogenazlar tarafından oksidasyonundan kaynaklanır ve daha sonra metan, biyosentetik reaksiyonlar ve enerjinin oksidasyonu için NADH üreten bir NAD + [bağımlıformatdihidrojenazilekarbondioksit'eoksitlenirHücreiçinesil(100-102)Metanotroflaraynızamandaalfaproteobakteriyelvegammaproteobakteriyelmetanotroflardaaktifolanformaldehitinbiyokütleyeserinveribulozmonofosfat(RuMP)döngülerinefiksasyonuiçinikiyolasahiptirMetanotroflardakikarbonfiksasyonyolaklarıkapsamlıolarakgözdengeçirildi(bkzÖrneğinreferans6) Metanotroflardaki "Bakır Anahtar" Metan karakterizasyonu için erken teşebbüsler MMO'nun hücresel konumu hakkında farklı raporlar vasıtasıyla oksidasyon karmaşıktı. MMO'lar, suşuna ve bazı suşlar için raporlama laboratuvarına bağlı olarak çözünebilir veya membran ile ilişkili olarak tanımlanmıştır. Çeşitli gruplar başlangıçta partikül veya zar fraksiyonunda aktivite bildirdiler (103, 104), buna karşılık diğer gruplar çözünür fraksiyonda aktivite saptamıştı (105, 106). Sonraki çalışmalar hücresel konumun ekim koşullarına göre değiştiğini gösterdi. Oksijen kısıtlamasının çözünür fraksiyonda metan oksidasyonunu indüklediği bildirildi M. Trikosporium OB3b (36, 107). Bununla birlikte, oksijenin düzenleyici faktör olmadığı ve membrana bağlı ve çözünen aktiviteler arasındaki geçişin biyokütle konsantrasyonuyla ilişkili olduğu gösterildi (108). Bu "geçiş" in keşfedilmesinde tanımlayıcı an, Dalton ve meslektaşlarının M büyümeye çalıştıkları zamandı. Parvus OBBP, kemostat kültüründe yüksek hücre yoğunluklarına. M. Parvus OBBP, nispeten düşük hücre yoğunluklarında metan, hava ve nitrat mineral tuzları (NMS) çözeltisiyle birlikte verildiğinde büyümeyi durdurdu. Bununla birlikte, ek eser element çözümü eklendiğinde, kültürler derhal büyümeye başladı. İz element solüsyonundaki "gizli içerik", bakır iyonlarına indirgenmiştir (108). Daha sonra, M. Parvus OBBP, yalnızca bakır iyonlarına yüksek gereksinim getiren pMMO içeriyordu ve M ile o sırada gözlenen aynı yüksek hücre yoğunluklarına ulaşmasına izin verecek bir sMMO içermiyordu. Kapsülatus Banyo ve M. Trichosporium OB3b, bakır sınırlaması altında. Aynı suşlarla karşı karşıya kalındığında, suşlar sMMO'nun ifadesine geçti ve büyümeyi sürdürdü (35, 109). İlginç bir şekilde, bakırın daha önce sMMO içermeyen metanotrof olan Methanomonas margaritae 'nın büyümesini arttırdığı gösterildi, ancak bu orijinal gözlemler hiçbir zaman daha fazla araştırılmadı (110) Dalton ve arkadaşları Gözlemlerini detaylı bir şekilde incelediler ve bu "bakır geçiş" in varlığını kurdular, yani, iki farklı MMO formunun, hem sMMO hem de sMMO'ya sahip olan metanotrof kültürlerinin bakır-to-biyokütle oranına yanıt olarak metanotroflardaki ifadesinin düzenlenmesi PMMO. Metanotrofların metal bağımlı büyümesi üzerine daha önceki gözlemlerin birçoğunu açıklamalarını sağladı. Örneğin, M. Kapsülatus Banyo, sMMO'nun ekspresyonu yalnızca ortamdaki bakır iyonları tükendiğinde yüksek hücre yoğunluklarında gözlemlenirken, fazla bakır iyonlarının ilavesi bu metanotrofun aktif pMMO'yu ifade etmesine izin vermiştir. Daha sonra, Murrell ve meslektaşları moleküler seviyede, düşük konsantrasyonlarda bakır iyonlarıyla büyümenin altında sMMO ifadesi, sMMO gen kümesinin yukarı akışında σ 54 promotöründe başlatıldığını gösterdi ( mmoXYBZDC ). Tersine, yüksek bakır büyüme koşulları altında, sMMO ekspresyonu bastırılmış ve pMMO kodlayan genlerin yüksek seviyelerde ekspresyonu ( pmoCAB ) her ikisine de izin vermiştir. Trichosporium OB3b ve M. Kapsülatus Banyo, pMMO (34, 111, -113) kullanılarak büyüyecektir. Daha ileri araştırmalar bakırın metanotrofik fizyolojiyi ve gen ifadesini daha geniş ölçüde etkilediğini ortaya koymuştur. Örneğin, metanotroflardaki intrasitoplazmik zar içeriğinin büyüme ortamında bakır arttıkça arttığı bulundu (66, 109, 114). Bununla birlikte, bu tamamen beklenmedik değildi: pMMO'nun intrasitoplazmik zarlarda lokalize olduğu göz önüne alındığında, pMMO'nun daha fazla ekspresyonu ve aktivitesi bu zarların mantıksal olarak daha fazlasını gerektirir. Bununla birlikte, daha şaşırtıcı bir şekilde, pMMO'nun ve mxa operon tarafından kodlanan PQQ'ya bağlı MeDH'nin, intrasitoplazmik membranlara sabitlenmiş bir süper kompleks oluşturduğunu ve elektronun, PQQ-bağlantılı MeDH'den pMMO'ya In vivo metan oksidasyonunu tetikleyebilir (80,81). Son bulguyu destekleyerek yakın zamanda, pmo genlerinin ekspresyonu arttıkça arttığını değil, mxa operonundaki genlerin çoğunun da arttığını bulduk ) Proteomik yöntemle, metanın karbondioksit ile oksitlenmesindeki ilave basamaklar, lipid, hücre duvarı ve membran sentezinde rol oynayan proteinler gibi bakır kullanımının artmasıyla aşırı eksprese edildiği de gösterilmiştir ( 66, 115). Tersine, metanotrofların karbonu metandan poli-3-hidroksibutirat'a yöneltme yeteneği, bakırın bulunabilirliğini azaltarak artar (66, 116), bu da metanotrofların enerji metabolizmasının bakır tarafından kontrol edildiğini düşündürmektedir. Böyle bir sonuca Dalton ve arkadaşları daha önce ulaşmıştı ki metanotroflardaki metanotroflardaki biyolojik kütle verimi ve karbon dönüşüm etkinliği, bakır arttıkça, yani metanotroflar sMMO ifade ederek pMMO'yu ifade etmeye geçtiğinde (117) arttığını gösteriyordu. Dış zarın dış yüzeyindeki "yüzeysel" veya proteinler, bazı metanotroflarda bakır bulunması ile de kontrol edilir. Bakır alımına dahil olduğuna inanılan çok sayıda çoklu sitokrom ve proteinin ifadesi de bakırın bulunabilirliği arttıkça değişir ve çoğu durumda azalır (118, -123). Metanotrofların bakırı nasıl tuttuğu üzerine ilave bilgiler, yeni bir bakır depolama proteini ailesinin Csps'in keşfedilmesiyle sağlandı . Trikosporyum OB3b (124). Bu metanotrof, üç Csp'ye sahiptir: Csp1 ve Csp2, ikiz arginin translokaz hedefleme sinyal peptidlerini öngörmüşlerdir ve bu nedenle katlanmanın ardından sitosolik Csp3'den sonra ihraç edildiği düşünülmektedir. Csp1, paketin çekirdeğini gösteren Cys kalıntıları vasıtasıyla 52 Cu 1+ iyonuna kadar bağlanabilen dört heliks demetinin bir tetramerini oluşturur. SMMO'ya geçiş, vahşi türe göre, Δ csp1 csp2 mutantında hızlandırılmış olup, bu proteinlerin pMMO için bakır depolamada rol oynadığını ve bakır sınırlandığında bir dahili bakır kaynağı temin ettiğini düşündürmektedir. Bu koşullar altında, tüm Cu 1+ 'i Cspl'den kolayca kaldırabilen ve dolayısıyla Csp1 bağlı bakırın kullanılmasına yardımcı olan bir rol oynayabilecek mb üretilmektedir. ] Bir bakıra özgü alım sistemi öneren kanıtlar Bakır özgül alım sistemi ve hücre dışı bir bakır bağlama ligandının üretilmesi için ilk kanıt, yapıcı sMMO mutantlarının (sMMO ) fenotipik karakterizasyonu sırasında ortaya çıktı. C ) M. Trikosporyum [1958016] OB3b (125, 126). Phelps ve ark. (126), beş sMMO C mutantını M kültürleyerek izole etti. Trikosporium diklorometan mevcudiyetinde OB3b, metan monooksigenaz ile formetil klorüre dönüşümü için kometabolik dönüşümü takiben bir mutajen olarak işlev görür. SMMO C fenotipine ek olarak, sMMO mutantları bakır alımında kusurluydı (125, 127, 128). Kültür ortamında çözünür olmayan bakır karşısında sert bir artış da gözlendi ve Fe'ye benzer bir ekstraselüler Cu 2+ kompleks yapıcı ajan (lar) üretimine ilişkin spekülasyonlar teşvik edildi Fe 3+ Komplike siderophores (127). Sonraki çalışmalar düşük molekül kütleli bir bakır bağlama ligandının varlığını ortaya çıkarmıştır, ancak bu bileşiğin kimliğini belirlememişti (125, 127). Methanobactin'in İlk Tanımlanması ve İzolasyonu (Bir Bakır Bağlayıcı Bileşik veya "Chalkophore") Biraz paradoksal olarak, "bakır bağlayıcı ligand" veya "bakır bağlayıcı bileşik" önce M'den izole edildi. Kapsülat pMMO'nun arıtılması sırasında ve dolayısıyla yüksek bakır konsantrasyonlarında (73) banyo. Bu bakır bağlayıcı bileşiğin pMMO'dan ayrılması, düşük molekül ağırlıklı bir sarı-flüoresan bakır ihtiva eden molekülü ortaya çıkarmıştır. Bu molekülün renk ve flüoresan özellikleri, düşük bakır ortamda kültürlenen hücrelerde görülen suda çözünebilen pigmentinkine benzerdi (73). Bu suda çözünür pigmentin karakterizasyonu, pMMO ile birleşmiş bakır bağlayıcı bileşik ile özdeş olduğu ortaya çıktı (73, 128). Methanotroflarla suda çözünen pigmentlerin üretimi, birçok tip suşun ilk izolasyonu sırasında 40 yıl önce kaydedildi ancak düşük demirli ortamda kültürlenen hücrelerle ilişkilendirildi (13). Bakır bağlayıcı bileşik, molekülün Gram pozitif bakterilere karşı antimikrobiyal etkinliğine dayanılarak sonuçta metanobaktin (mb) olarak adlandırıldı (129, 130). Tanımlandıktan sonra, bu bakır bağlama bileşiği, bir dizi farklı metanotrofda izole edildi veya tanımlandı; bunlara aşağıdakileri içeren metil bromür albumin BG8 (131), Metiloksisit soyu SB2 (132), Metiloksisit (133), (197) Methylocystis hirsuta Methylocystis M türü (133) CSC1 (133) ve (suş SV97). Mb'lerin kristal yapıları M. Trichosporium [1358.016] OB3b (134,135), M. Hirsuta CSC1 (133) ve Metiloksisit suşu M (133) saptanmıştır. Ayrıca, Methylocystis suşu SB2 (132) ve Mbr'lerin kimyasal yapıları. Rosea (133) çıkarıldı. Bu yorum farazi mbs sıralı genomları ile Methanotroph anlaşılabilir sağladı bu mbs üzerinde durulacak. Methanobactins olarak Chalkophores İşlevsel olarak, mbs siderofor benzer. Sideroforlarda olduğu gibi, düşük bakır koşullarında (125, 126, 128, 136, -138) bakteriler tarafından üretilen düşük moleküler kütleli (<1,200-Da) bileşiklerdir. Yunancadan demir taşıyan ya da demir taşıyan siderophores'in adlandırılmasından sonra, mbsler chalkophores (bakır taşıyan ya da bakır taşıyan) (134, 139). Mbs şu anda bu grubun bilinen tek temsilcisi. Bir bakır alım sisteminin hücre dışı bileşeni rolü ile tutarlı olarak, mbs bakır iyonları için bilinen en yüksek bağlanma afinitelerine sahiptir (2, 131, 135, 138, 140, 141) (19459000) mb'lerin metal bağlayıcı afiniteleri ( K ). [PubMed] TABLO 1 "başlık =" Tablo 1 "/> Trikosporium Metil sistein M türü Methylocystis hirsuta methylcystis CSC1, Metilkistis Methylocystis rosea ve Methylocystis streyn SB2 bir Her ne kadar chalkophores ve siderofor Bir dizi özellik paylaştığında, bu iki metal bağlayıcı bileşik grubu çeşitli şekillerde ayrılabilir. Fitoziderofor domoik asit (142) haricinde, sideroforlar demir sınırlaması altında eksprese edilirken, chalkophores bakır sınırlaması altında eksprese edilir. Birçok siderofor bakır bağlar ve chalkophores demir bağlayabilir (142, -148); Bununla birlikte, farklı metal bağlama sabitleri iki grubu karakterize eder ve bu farka göre ayırt etmek için kolorimetrik analizler geliştirilmiştir (138, 149, 150). Yapısal olarak chalkophores, tipik heterosiklik halkalar ve ilişkili tiyoamit grupları (ve) ile siderophores'den farklıdır. Farklı halka sistemleri, molekülün metal bağlama özelliklerini (131, 133, -136, 138, 148, 151) tanımlamak ve karakterize etmek için kullanılabilen karakteristik UV-görünür emiş, dairesel dikroizm (CD) ve floresan spektral özelliklere sahiptir , -153). Uyarılma enerjisi transferi, ışık toplama komplekslerinin (155, -157) kromoforları için gözlemlendiği gibi mb'deki (136, 154) iki halka arasında meydana gelir ve bu da mbs'nin floresan özelliklerine neden olur. Örneğin, mbs emisyon yoğunluğu halkalardan birinin seçici hidrolizi ile artmakta ve metal eklenmesinin ardından emisyon yoğunluğu sıklıkla artmaktadır (132, 136, -138, 141, 148, 154). Yine, bu özellik hem mbs tanımlamada hem de karakterizasyonu için kullanılabilir Tam uzunlukta mb-OB3b'nin (135 (133) (C), mb- (133) (D) ve mb-SB2 (132) (A), mb- (E). yıldızlarla hepsini olmasa da bazı örneklerde görülmektedir ile Amino asitler işaretlenmiş. ve Çekirdek özellikleri Mbs. AA, amino asit (ler). R grupları Arg, Ile, Met veya Pro olabilir Ancak, açıklanan özelliklerin tamamı mbs'leri tanımlamak için yeterli değildir. Örneğin, Clostridium cellulolyticum mbs'lere (158, -160) benzer bir molekül kütlesi olan bir bakır bağlayıcı sekonder metabolit olan klosthioamid üretir ve benzer mbs'ler, closthioamid tiyoamid gruplarına sahiptir, Cu 2 + ila Cu 1+ 2+ 1+ 1+ 1+ ). Closthioamine ayrıca mb üretimini taramak için kullanılan sıvı veya plaka bir analiz olan bakır-krom azural S (Cu-CAS) tahliliyle pozitif çıkacaktır (138, 149, 161). Bununla birlikte, klosthioamid spektroskopik olarak mbs'den ayırt edilebilir; Örneğin, klostihoamid, altı tiyoamit kısmı ile ayrılmış iki karakteristik fenolik grubundan kaynaklanan, 270 nm'de maksimum tek bir UV-görünür emme mukavemeti gösterir. Dahası, klostihoamit bir dinükleer Cu 1+ kompleksi oluşturabilmektedir. Ayrıca, mbs'lerin aksine, klostihoamid sentezi bakır tarafından düzenlenmez ve mbs'nin aksine, molekülün bir poliketit sintazı ile üretildiğine inanılır (aşağıya bakınız). Benzer şekilde, düşük bakır koşullarında , Paraküs denitrifikalılar aynı zamanda, bakır alımında rol alan düşük molekül ağırlıklı bir 716.18-Da porfirin, kopoporfirin III üretirler (162). Ne yazık ki, ilk yayında bakır bağlanma özellikleri bildirilmemiştir ve herhangi bir takip çalışmalarının farkında değiliz. Coproporphyrin III, tipik bir heme UV-görünür emilim spektrumuna sahiptir ve heme grubu tarafından koordine edilen metale bağlı olarak farklı γ, α ve β maksimumlarını gösterir ve bu mülke dayanan mbs'den ayırt edilmesini sağlar. METAL BAĞLAYICI ÖZELLİKLERİ Bağlama ve İlköğretim Metal indirgenmesi, Bakır mb bağlayan hem Cu 2+ ve Cu 1+ ve mb ile bağlanma pH'ya (135, 172) ve Cu 2+ / Cu'ya 1 + ila mb'ye 136, 141, 172) (). Aşağıda tartışıldığı gibi, mb Cu 1+ ve Cu 2+ 'in çözünür ve çözünmez formlarını kompleks yapabilir. Mb-OB3b ve mb-SB2'ye (136, 141) Cu 2+ ilavesi üzerine termodinamik, spektral ve kinetik çalışmalar yürütülmüştür. Bu çalışmalar (136, 141, 172) mb'nin hızla Cu 2+ 'i Cu 1+ ' e indirgemesi ile karmaşıktır. Cu 2+ 'in apo-mbs'ye eklendiği deneyler için yüksek bağlanma sabitinden sorumlu bakırın oksidasyon durumu bilinmediğinden, bu oksidasyon durumlarının bir karışımının, "Cu 2+ / Cu 1+ " Bu noktadan itibaren. Cu düşük oranlarda 2+ / Cu 1+ mb-OB3b için, mb-OB3b başlangıçta Cu 2+ / Cu 1+ [bağlar oligomer / tetramer olarak (136, 141). Kararlı halden önceki kinetik veriler, metalin ilk bağlanmasının yalnızca halkaların birinde ve buna bağlı tiyoamid üzerinde olduğunu göstermektedir. Mb-OB3b'de başlangıç ​​Cu 2+ / Cu 1+ koordinasyonu oksazolon A'ya ve ardından kısa (8 ila 10 ms) gecikme periyoduna ve daha sonra Oksazolon B (141). Cu yüksek oranlarda 2+ / Cu 1+ mb-OB3b için, mb-OB3b 2+ / Cu 1+ [19459008Cukoordinatları]Bir dimer olarak dimer olarak eklenir ve bunu takiben, mb-OB3b için 0.5 Cu'nin üzerinde 2+ / Cu 1+ ila-mb- OB3b. Mb-SB2, bakır-mb oranına bağlı olarak benzer bir tetramer-dimer-monomer bağlanma dizisini izlemektedir. Mb-SB2 için, Cu 2+ / Cu 1+ 'in ilk bağlanması imidazolon halkasına ve bunu takiben oksazolon halkasına (154) koordine edilir.

Mbs () için metal bağlanma afinite sabitlerini belirlemek için çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Cu için afiniteler 1+ banyookuproin disülfonat gibi kromoforik ligand ile iyi kurulmuş bir yaklaşımı (173, -175) kullanarak rekabet çalışmaları ile belirlenebilir. Cu-mb'nin indirgeme potansiyeli ölçümü, daha sonra Cu 2+ afinitesinin hesaplanmasını sağlar. Bu yaklaşımı (133, 135) kullanarak analiz edilen tüm mbsler için Cu 1+ afinitesi ~ 10 M …

Devamını Oku »