24 Kasım 2017,Cuma
Anasayfa » Tag Archives: demir

Tag Archives: demir

Bir Dökme Demir Skilletinde Kavrulmuş Tavuk

Dökme Demir Kızartma Kavrulmuş Tavuk kesinlikle lezzetlidir. Kiliseden sonra bu klasik Pazar günlerinden biridir, akşam yemekleri. İtiraf etmeliyim ki, ilk kez geleneksel tarzda kavrulmuş tavuk yaptım. Tavuğu her yönden yaptım, şekli ve şekli aklınıza gelebilecek, ancak asla kavrulmuş değil. En büyük korkularım muhtemelen çerezsiz cilt veya yanmış cilt yoluyla pişirilmemiş tavuk veya tavukların kurutulmasıyla aynıdır. Kabul edelim, kavrulmuş tavuktaki deride …

Devamını Oku »

Uyarıcı ilaçlar beynin dopamin nörotransmisyonunu şiddetlice artırır ve kronik kullanım mezolimbikte nöro-adaptif değişikliklere yol açar. [1945900] Dopamin sistemi ve bazal ganglia yapılarındaki morfolojik değişiklikler. Bu değişikliklerin altında yatan mekanizmalar hakkında çok az şey biliniyor, ancak klinik öncesi kanıtlar, dopamin sentezi ve depolamasında koenzim olan demirin aday arabulucu olabileceğini gösteriyor. Demir bazal gangliyonlarda yüksek konsantrasyonlarda bulunur ve uyarıcı ilaçlar demir homeostazını etkileyebilir. Kokain bağımlılığında görülen morfolojik beyin değişikliklerinin beyindeki ve çevredeki anormal demir düzenlenişiyle ilişkili olduğunu varsaydık. Kemik bağımlılığı olan 44 hasta ve 44 sağlıklı kontrolte kantitatif duyarlılık haritalaması ve çevredeki kan dolaşımındaki demir markörleri kullanılarak beyinde demir konsantrasyonu tespit edildi. Kokain bağımlısı bireyler, globus pallidus'unda, kokain kullanım süresi ile güçlü korelasyon gösteren aşırı demir birikimi ve kırmızı çekirdekte düşük demir seviyeleri ile ilişkili olan periferik hafif demir eksikliği gösterdi. Bulgularımız, kokain bağımlılığında demir bozukluğunun oluştuğunu ve bunun kronik kokain kullanımından kaynaklandığını ortaya koymaktadır. Bu bireylerde Putamen'in genişlemesi demir konsantrasyonlarıyla ilgisizdir ve bu durumun, sırasıyla kokain bağımlılığının yatkınlığını ve sonuçlarını yansıtan eş zamanlı ortaya çıkan morfolojik değişiklikler olduğunu ileri sürmektedir. Kokainin demir metabolizmasını etkilediği mekanizmaları anlamak, yeni terapötik hedefleri ortaya çıkarabilir ve kokain bağımlılığının progresyonuna ve tepkisine ek olarak, zayıflıkların biyolojik belirteçleri olarak beyindeki ve çevresindeki demir seviyelerinin değerini belirleyebilir. Giriş Uyarıcı uyuşturucu bağımlılığında yapılan nörobilimsel araştırmalar, bağımlılığın nörobiyolojisi konusundaki anlayışımızı geliştirmiştir. Bu gelişmeler henüz daha etkili tedavilere veya önleme stratejilerine dönüşmese de, bağımlılığın bir beyin bozukluğu olduğuna açıkça gösterdiler. 1 Bunun için kritik olan, morfolojik beyin değişikliklerinin uyarıcı ilaçlarla ilişkili olduğunun kanıtı olmuştur 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Klinik öncesi hayvan modelleri, bu bağımlılığın, en sıklıkla uyarıcı madde bağımlısı bireylerde görülen putamenin genişlemesidir. Ventral striatumdaki dopamin D2 reseptöründeki uyarıcı maddeden kaynaklanan düşüşün direkt olarak dorsal striatumdaki (putamen) hacim artışı ile bağlantılı olduğu anormallik, ilaç etkilerinden kaynaklanmaktadır. 9 Bu, hipotezi Gönüllü uyuşturucu kullanımından zorlayıcı ilaç alımına davranışsal değişimdeki ventral-dorsal ilerleme 10 ve putamen hacminin artması transitin sinirsel bir alt tabakasını yansıtabilir Bağımlılık üzerine. Bununla birlikte, uyarıcı madde bağımlısı bireylerden etkilenmeyen birinci derece akrabalarında 5 ve obsesif kompulsif bozukluk (OKB) olan hastalarda 11 putamen genişlemesinin kısmen temsil edilebileceği düşünüldüğünden Zorlayıcı davranışlar için predispozan bir faktör. Bağımlılıktaki bu morfolojik beyin değişimleri iyi karakterize edilmiş olsa da, primer farmakolojik etkisi dopamin iletimini arttırmak olan uyarıcı ilaçların bu değişikliklere neden olduğu mekanizmaları bilinmemektedir. Potansiyel bir aday arabulucu, dopamin metabolizması ve depolanması için enerji sağlayarak dopamin sentezi de dahil olmak üzere birçok fizyolojik süreçte yaşamsal bir role sahip olan demir olabilir. 12 Demirin her ikisinde de oynadığı önemli rol göz önüne alındığında Sağlık ve hastalık, metabolizması çok sıkı düzenlenir. Temel bir mikro besin maddesi olan demir diyetten alınmalıdır ve atılabilir (kan kaybı hariç). Aşırı demir, reaktif oksijen türleri 13 üretimiyle nöronal ölümle sonuçlanabileceğinden ve demir eksikliği dopamin sentezini ve monoamin metabolizmasını etkiler. 14 Homeostaz Bu nedenle, çeşitli, oldukça karmaşık ulaşım sistemleri ve geribildirim döngüleri aracılığıyla dikkatlice kontrol edilir. 15, 16 Demiri düzenlemedeki bozulmalar bu nedenle çeşitli seviyelerde ortaya çıkabilir ve bunların arasında nörodejeneratif olan belirgin çeşitli patolojiler ortaya çıkabilir 17, 18 Demirin düzenlenmesinde kritik olan, kan-beyin bariyeri olup, çevresel demir düzeylerini beyinden ayırmaktadır. Demir, transferrin reseptörleri (TfR1) ve çift değerli metal taşıyıcı 1 (DMT1) yoluyla diferansiyel transferrin (Tf) olarak beyine girer. Transmbran proteini ferroportin 1, demiri luminalden abluminal yönde bir demir atomuna nakleder. 16, 20 burada ferritin olarak, esas olarak oligodendrositlerde, fakat aynı zamanda mikroglia ve astrositlerde depolanmaktadır. 21 Beyin, en çok metabolik açıdan aktif organlardan biri olduğu için Vücuda demir talebi genellikle transferrin alım oranını aşar, bu da stokların iç depolamadan düşürülmesi anlamına gelir. 22 Dahili deponun talebi karşılayabilmesini sağlamak için, İnflamasyon veya hipoksi olayı, beyin parankimindeki demir taşınımı, peptid hepcidin tarafından düzenlenir. 20, 23 Ancak demirin beyindeki bölgesel dağılımı eşit değildir. Bazal gangliyonlar gibi dopaminle zengin beyin bölgeleri özellikle demir birikimine açıktır, ancak demirin bölgesel dağılımını belirleyen faktörler halen kaçınılmazdır. 12 Çeşitli kanıtlar, demirin düzensizliğini Uyarıcı madde bağımlılığında homeostaz. İlk olarak uyarıcı ilaçların düzenli kullanılması kan-beyin bariyerinin geçirgenliğini arttırarak daha fazla demirin beyin parankimine girmesini sağlar. 13, 24 İkincisi, hayvan modellerinde uyarıcı maruziyetin demir ile ilişkili olduğu gösterilmiştir Esas olarak oligodendrositlerde bazal gangliyonlarda birikim. 25 Üçüncü olarak uyarıcı ilaçlar doğuştan gelen bağışıklığı bozuyor 26 kronik uyarıcı kullanıcıları enfeksiyona ve kronik enflamasyona karşı savunmasız hale getiriyor 27 rahatsız edici Demir emilimini veya heam sentezini azaltarak periferik demir homeostazını azaltır ve bu azalmış serum demir ve transferrin doygunluğuyla yansıtılır. 28 Son olarak, kronik uyarıcı ilaç kullanımı diyet tercihlerini özellikle yağlı gıdalara değiştirebilir 29 , 30, 31 demir taşıyıcı ve biyoyararlanım eksikliği nedeniyle demir absorpsiyonunu etkiliyor. Kokain bağımlılığının bozulma ile bağlantılı olduğunu varsaydık Bu, beyindeki demir konsantrasyonunun artması ve kandaki demir seviyesinin azalması ile yansıtılır. Bu nedenle, kantoksik bağımlılığı olan yaş ve sağlıklı kontrol gönüllüleri bulunan hastalarda, kantitatif duyarlılık haritalaması 32 ve çevresel olarak kan dolaşımındaki işaretleyicileri kullanarak beyindeki demir konsantrasyonunu belirlemeye çalıştık. Kokain bağımlısı hastalarda beyin demir seviyesinin artmasının kokain kullanım süresiyle ve bazal gangliyon hacmiyle ilişkili olacağını öngördük. Malzemeler ve yöntemler Kokain bağımlılığı için DSM-IV-TR ölçütlerini karşılayan, kronik bir kokain öyküsü olan 44 bireyi (% 95 erkek) ve 44 eşleştirilmiş sağlıklı kontrol gönüllüsünü (% 93'ü eşleştirilmiş) araştırdık Çalışma örneği ve prosedürleri Erkek) ilaç ya da alkol bağımlılığı öyküsü olmayan bir gruptur. Kokain bağımlılığı tanısı, DSM-IV için Yapısal Klinik Görüşme kullanılarak belirlendi ve bu kişilere daha sonra kokain kullanım bozukluğu (CUD) adı verildi. Kontrol katılımcılarından hiçbiri madde bağımlılığı için DSM-IV-TR kriterlerine hiç uymadı; Ayrıntılı bilgi için Ek Malzeme sayfasına bakınız. Bütün katılımcılar tıbbi bir gözden geçirme ve psikiyatrik taramadan önce yazılı bilgilendirilmiş onam vermiştir. Dışlama kriterleri, başlıca medikal veya nörolojik hastalık, psikotik bozukluğun ömür boyu öyküsü, travmatik bir kafa travması öyküsü ya da MR taramaya yönelik herhangi bir kontrendikasyon içermektedir. Diyetle alınan demir miktarı, Gıda Frekansı Anketi'nden (http://www.srl.cam.ac.uk/epic/nutmethod/FFQ.shtml) hesaplanmıştır. Demir absorpsiyonundaki diyetle ilgili varyasyonlar, Hallberg ve Hulthen tarafından geliştirilen algoritmalar kullanılarak tahmin edildi. 33 Tüm katılımcılar, serumdaki demir proteinlerinin (yani, ferritin, demir, transferrin), hepcidin'in -25, akut enflamasyon (yani C-reaktif protein (CRP)) ve hematolojik durum. Nörogörüntüleme veri toplama Tüm katılımcılar, manyetik rezonans beyin taramalarına tabi tutuldu (12 / EE / 0519, PI: KDE) 3T Siemens Magnetom Tim-Trio tarayıcısı kullanarak Cambridge Üniversitesi (İngiltere) Wolfson Beyin Görüntüleme Merkezi'nde. Tüm katılımcılar için T1 ağırlıklı görüntüler (MPRAGE) ve duyarlılık ağırlıklı görüntüler (SWI) elde edildi. Beyin taramaları nöroradyologlar tarafından normal radyolojik görünüm için tarandı. Bir kontrol katılımcısından ve üç CUD hastasından alınan veriler, kalitesizlik nedeniyle kaldırıldı ve toplam 84 katılımcı bırakıldı (43 kontrol, 41 CUD). Ayrıntılı beyin görüntüleme yöntemleri Ek Malzemede verilmektedir. İstatistiksel analiz Veriler aşağıda özetlenen beş adımlı bir strateji kullanılarak analiz edildi ve tam olarak açıklandı Ek Malzemede. Tüm istatistiki testler iki taraflıydı. Birden fazla istatistiksel testin ışığında ilk P eşik değerini (0.05) 10 olarak bölerek P değerini uyguladık ve sonuçta eşiğin P <0.005. Bununla birlikte, bu bir keşif analizi olduğu için, tartışmada önemli olarak değinilmemesine rağmen P <0.05 eşiğine ulaşan sonuçlar da bildirilmiştir. Demografik özellikler, klinik veriler ve periferik demir işaretleyicileri bağımsız örnek t testleri veya Mann-Whitney kullanılarak SPSS (v21) U -test. Kategorik veriler için ki-kare veya Fisher kesin testleri kullanıldı. Bütün beyin seviyesinde, gri madde hacmi karşılaştırmaları, permütasyon testi için FSL-VBM ve CamBA kullanılarak MPRAGE görüntülerinde yapıldı. Kantitatif duyarlılık haritaları (QSM), beyin demir konsantrasyonunun onaylanmış bir ölçüsüdür, 32 SWI verilerinden yeniden oluşturuldu. 34 Kısaca, çok kanallı karmaşık veriler değiştirilmiş uyarlamalı bir algoritma kullanılarak birleştirildi. [35] Birleştirilen faz görüntüleri sürekli bir Laplace yaklaşımıyla, 36 ve yerel alan küresel ortalama değer filtreleme ile arka plan alanının küresel ekstraksiyonu ile ortaya çıkmıştır. 37 QSM, morfolojik olarak etkin, doğrusal olmayan dipol inversiyon yöntemi, ile tahmin edilmiştir 38 ve haritalar daha önce tarif edilen bir işleme akışı ile çalışma açısından bir alana çarpıldı 34 ANT kullanan (v2.1). Son olarak, QSM istatistiksel analizi için FSL Randomize (v2.9) kullanılmıştır. Büyük grup farklılıklarının tüm beyin haritaları. ( a ) Tüm beyin seviyesinde modüle edilmiş gri cevher hacminin grup karşılaştırması. Mavi renkte olan vokseller, kokain kullanım bozukluğu (CUD) olan hastaların gri cevher hacmini azalttığı beyin bölgelerini gösterir QSM grubu şablonu üzerinde manuel olarak izlenen dokuz demir açısından zengin yapılar için ilgi bölgeleri (ROI'lar) tanımlandı. Buna ek olarak, putamen ve globus pallidus (GP) 'deki gri cevher olasılıklarına karşı QSM'yi doğrudan doğruya karşılaştırmak için, FSL-FIRST (ve)' yi kullanarak MPRAGE şablonuna subkortikal segmentasyon için otomatik ve tekrarlanabilir bir algoritma uyguladık. Her ROI için ortalama ve medyan değerler, grup karşılaştırması ve korelasyon analizi için SPSS'ye aktarıldı. Demir konsantrasyonundaki bölgesel grup farklılıkları. ( a ) Demir açısından zengin beyin bölgelerinin ilgi alanındaki (ROI) tabanlı bir yaklaşımdaki demir konsantrasyonunun grup karşılaştırması. CUD hastaları globus pallidusunda% 14'lük QSM'de anlamlı bir artış gösterdi ] Kokainle ilgili anormallikler. ( a ) İlgi alanımız olan globus pallidus'un (GP) illüstrasyonu. ( b ) GPe'deki demir konsantrasyonunun post-hoc karşılaştırması, CUD hastalarında QSM düzeyleri … Olası önceden var olan anormallikler. ( a ) İlgilendiğimiz bölgemiz olan putaemin illüstrasyonu. ( b ) Gri cevher hacminin grup karşılaştırmaları, CUD hastalarında kontrollerle karşılaştırıldığında belirgin bir artış gösterdi. [ c ) KSÇ Seviyeleri Ölçülebilir Değil … Korelasyon analizi ayrı olarak gerçekleştirildi Beyin yapısı, yaşı ve kokain kullanım süresi ile beyin ve çevresindeki demir konsantrasyonu arasındaki ilişkileri incelemek için her bir grupta değerlendirildi. GP'de demir konsantrasyonunun öngörücüleri, DSM-IV uyuşturucu bağımlılığı durumuna, sigara içme durumuna, serum ferritin ve transferrin saturasyonuna sahip SPSS'deki çoklu regresyon modeli, prediktör değişkenleri olarak dahil edilmiştir.

Sonuçlar Demografik veriler ve periferik demir işaretleyicileri İki grup yaş, cinsiyet, el koyma, vücut kütlesi ve alkol tüketimi açısından eşleştirildi (). Gruplar yaşamsal bulgular bakımından farklı değildi, bu da CUD hastalarının şiddetli sarhoş olmadığını gösterdi.

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 »