Phytin Fytiini

Myioinositolin perustava tärkeys aivoille ennen syntymää

2011-11-08T12:37:00.000-08:00

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21246399

J Inherit Metab Dis. 2011 Apr;34(2):345-55. Epub 2011 Jan 19. Is prenatal myo-inositol deficiency a mechanism of CNS injury in galactosemia?

Berry GT.

Source

Division of Genetics, Children's Hospital Boston, Center for Life Sciences Building, Boston, MA, 02115, USA. Gerard.Berry@childrens.harvard.edu

Erratum in

J Inherit Metab Dis. 2011 Apr;34(2):555.

Abstract

Classic Galactosemia due to galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) deficiency is associated with apparent diet-independent complications including cognitive impairment, learning problems and speech defects. As both galactose-1-phosphate and galactitol may be elevated in cord blood erythrocytes and amniotic fluid despite a maternal lactose-free diet, endogenous production of galactose may be responsible for the elevated fetal galactose metabolites, as well as postnatal CNS complications. A prenatal deficiency of myo-inositol due to an accumulation of both galactose-1- phosphate and galactitol may play a role in the production of the postnatal CNS dysfunction. Two independent mechanisms may result in fetal myo-inositol deficiency: competitive inhibition of the inositol monophosphatase1 (IMPA1)-mediated hydrolysis of inositol monophosphate by high galactose-1- phosphate levels leading to a sequestration of cellular myo-inositol as inositol monophosphate and galactitol-induced reduction in SMIT1-mediated myo-inositol transport. The subsequent reduction of myo-inositol within fetal brain cells could lead to inositide deficiencies with resultant perturbations in calcium and protein kinase C signaling, the AKT/mTOR/ cell growth and development pathway, cell migration, insulin sensitivity, vescular trafficking, endocytosis and exocytosis, actin cytoskeletal remodeling, nuclear metabolism, mRNA export and nuclear pore complex regulation, phosphatidylinositol-anchored proteins, protein phosphorylation and/or endogenous iron "chelation". Using a knockout animal model we have shown that a marked deficiency of myo-inositol in utero is lethal but the phenotype can be rescued by supplementing the drinking water of the pregnant mouse. If myo-inositol deficiency is found to exist in the GALT-deficient fetal brain, then the use of myo-inositol to treat the fetus via oral supplementation of the pregnant female may warrant consideration.

PMID:: 21246399; [PubMed - indexed for MEDLINE]

PI3K aktivoituu influenssaviruksesta

2011-09-11T10:25:00.000-07:00

Mitä tietä influenssavirus aktivoi PI-3K entsyymin?

PI3K aktivoituu influenssaviruksen vRNA materiaalista patogeenin rakenteen tunnistavanRNA helikaasi rakenteisen Rig-1 reseptorin kautta mikä edistää tehokkaan I tyypin interferonin muodostusta.

LÄHDE:
Cell Microbiol. 2011 Sep 8. doi: 10.1111/j.1462-5822.2011.01680.x. [Epub ahead of print] Phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) is activated by influenza virus vRNA via the pathogen pattern receptor Rig-I to promote efficient type I interferon production.

Hrincius ER, Dierkes R, Anhlan D, Wixler V, Ludwig S, Ehrhardt C.

Source

Institute of Molecular Virology (IMV), ZMBE, Von Esmarch-Str. 56, D-48149 Muenster, Germany.

Abstract, Tiivistelmä

The phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) was identified to be activated upon influenza A virus infection.

On tunnistettu PI3K entsyymin aktivoituvan A-influenssavirusinfektion aikana.

An early and transient induction of PI3K signaling is caused by viral attachment to cells and promotes virus entry.

Varhaisen ja ohimenevän PI3K-entsyymin aktivoitumisen aiheuttaa viruksen liittyminen soluun ja tässä PI3K- aktivaatio edistää viruksen sisäänpääsyä.

In later phases of infection the kinase is activated by the viral NS1 protein to prevent premature apoptosis.

Infektion myöhemmässä vaiheessa viruksen NS1-proteiini aktivoi PI3K enstyymiä estääkseen isäntäsolun ennenaikaisen apoptoosin.

Besides these virus supporting functions, it was suggested that PI3K signaling is involved in dsRNA and IAV induced antiviral responses by enhancing the activity of interferon regulatory factor-3 (IRF-3).

Näitten virukselle edullisten funktioitten lisäksi PI3K-signalointi osallistuu viruksen dsRNA muodon ja A-influenssaviruksen indusoimiin antivirusvasteisiin lisäämällä interferonia säätelevän tekijä 3:n (IRF-3) aktiivisuutta.

However, molecular mechanisms of activation remained obscure.

Kuitenkin taustalla oleva molekulaarinen mekanismi on pysynyt hämärän peitossa.

Here we show that accumulation of vRNA in cells infected with influenza A or B viruses results in PI3K activation.

Tässä tutkimuksessa tiedemiehet osoittivat, että influenssa A tai B virusten infektoimissa soluissa kertyvä virusRNA johtaa PI3K-entsyymin aktivoitumiseen.

Furthermore, expression of the RNA receptors Rig-I and MDA5 was increased upon stimulation with virion extracted vRNA or IAV infection.

Lisäksi virionista uutettu vRNA tai influenssavirus-infektio sinänä stimuloivat lisääntynyttä RNA-reseptorien Rig-1 ja MDA5 ilmenemää.

Using siRNA approaches, Rig-I was identified as pathogen receptor necessary for influenza virus vRNA sensing and subsequent PI3K activation in a TRIM25 and MAVS signaling dependent manner.

Kun tehtiin tutkimuksia siRNA:lla, todettiin Rig-1 patogeenireseptoriksi, joka oli välttämätön viruksen vRNA muodon tunnistamisessa ja sitä seuraavassa PI3K-aktivaatiossa tavalla, joka riippui TRIM25 ja MAVS signaloinnista.

Rig-I induced PI3K signaling was further shown to be essential for complete IRF-3 activation and consequently induction of the type I interferon response.

Lisäksi osoittautui, että Rig-I:n indusoima PI3kinaasin signalointi oli välttämätön, jotta IRF-3 saattoi aktivoitua täydellisesti ja saada aikaan tyypin I interferonivasteen.

These data identify PI3K as factor that is activated as part of the Rig-I mediated anti-pathogen response to enhance expression of type I interferons.

Näistä tiedoista päätellen PI3K on tekijä, joka aktivoituu osana Rig-1 välitteisestä antipatogeenivasteesta I-tyyppisten interferonien expression lisäämisessä.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21899695

Rig-1
http://www.nature.com/ng/journal/v38/n8/images/ng0806-866-F1.jpg

IRF

http://www.invivogen.com/images/MT_newgraphic10.jpg
http://www.nature.com/ni/journal/v5/n7/full/ni1087.html

DNA-repair , Double-strand-break, DSB

2011-09-09T09:50:00.000-07:00

Kun DNA vaurioituu säteilystä, generoituu kahden säikeen vaurio ja tämä aktivoi DNA-PK entsyymin, DNA-proteiinikinaasin, josta seuraa PKB entsyymin seriinin numero 473 fosforyloituminen. Oletettavasti PDK1 entsyymi fosforyloi toisen aminohappotähteen TT308 PKB-entsyymissä tuman alueella.

DNA-PK entsyymissä Ku70/Ku80 kompleksi toimii DNA kaksoisvaurioon kohdistavana alayksikkönä DNA-PK:n katalyyttiselle alayksikölle DNA-PKcs.

Kaksoissäikeen vauriossa DN-PK sallii tuman alueella PKB entsyymin aktivoitumisen., mikä taas indusoi solun elossapysymisen todennäköisesti ainakin osittain vaikuttamalla p53( "Genomin suojelijan") säädeltävien geenien transkriptioon, kuten p21 transkriptioon.

Tämä tapahtuu siten, että PKB inaktivoi GSK2:n tumassa ja siitä seuraten Mdm2 määrä laskee, jolloin kertyy p53 ja p21 säätyy ylös. Tästä indusoituu solusyklin pysähtymä ja epäsuorasti solun elinkyvyn edistäminen.

DNA-PK entsyymistä riippuvalla tavalla proapoptoottisen transkriptiotekijän FoxO4 fosforyloidut määrät nousevat johtaen FoxO4 aktiviteetin vähenemiseen. Tässä asiassa on vielä kyseenalaista, onko nukleaarinen PKB S473 fosforylaatio mTORC2:lla ja DNA-PK:lla riippuvainen PI(3,4,5)P3:sta (epäilen että ei ole, koska on tuma-alue kyseessä), niin kuitenkin PKB:n täsmällinen säätyminen spesifisellä upstream S473 kinaasilla eri stimuluksista, ja eri sijaintikohdissa tekee oman osansa PKB signaloinnin spesifisyyteen. Eri tavoilla aktivoituneet PKB muodot saattavat täten säädellä lukuisia kohteitaan spesifisin tavoin, mikä valaisee tämän PKB entsyymin teitten monimutkaisuutta.

Ajatukset ovat C Rommel et al. kirjasta(2010) Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease. S.35.

Myös internet antaa tästä artikkelin:

Mol Cell. 2008 Apr 25;30(2):203-13. PKBalpha/Akt1 acts downstream of DNA-PK in the DNA double-strand break response and promotes survival.

Bozulic L, Surucu B, Hynx D, Hemmings BA.

Source

Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Maulbeerstrasse 66, 4058 Basel, Switzerland.

Abstract

Protein kinase B (PKB/Akt) is a well-established regulator of several essential cellular processes. Here, we report a route by which activated PKB promotes survival in response to DNA insults in vivo. PKB activation following DNA damage requires 3-phosphoinositide-dependent kinase 1 (PDK1) and DNA-dependent protein kinase (DNA-PK). Active PKB localizes in the nucleus of gamma-irradiated cells adjacent to DNA double-strand breaks, where it colocalizes and interacts with DNA-PK. Levels of active PKB inversely correlate with DNA damage-induced apoptosis. A significant portion of p53- and DNA damage-regulated genes are misregulated in cells lacking PKBalpha. PKBalpha knockout mice show impaired DNA damage-dependent induction of p21 and increased tissue apoptosis after single-dose whole-body irradiation. Our findings place PKB downstream of DNA-PK in the DNA damage response signaling cascade, where it provides a prosurvival signal, in particular by affecting transcriptional p21 regulation. Furthermore, this function is apparently restricted to the PKBalpha isoform.

PMID:: 18439899; [PubMed - indexed for MEDLINE]

AGC-Proteiinikinaasit.: PKB,/ ja muut Akt

2011-09-08T12:03:00.000-07:00

Fosfatidi-inositolien aineenvaihdunnasta ei voi puhua ilman että selvitää myös aineenvaihdunnan alalla toimivia proteiinikinaaseja.
LÄHDE: Tässä kerrotaan muutamista proteiinikinaaseista tarkemmin sivulla 32.
Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt toimittivat kirjan nimeltä Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease .Vol. 1.
(Sivu 10 johdannosta)

AGC-ryhmä proteiinikinaaseja käsittää mm PKA, PKB, PKC ja PKG entsyymit. Myös S6K, RSK, SGK.AGC-kinaasiryhmä saa nimensä näistä kinaaseista PKA, PKG, PKC)
AGC-kinaaseilla on yhteinen upstream aktivaattopri PDK1, (master kinase). Konstituellisti aktiivina se fosforyloi ja aktivoi AGC-substraattejaan jos sekundäärivälittäjäaine PI(3,4,5)P3 pitoisuus nousee. Se löydettiin ensi kerran insuliinin signaalijohtumisen alueelta, kun se aktivoi PKB entsyymiä.

PKB ( säätelee solun elinkykyä,proliferaatiota ja glukoosihomeostaasia)
Seriini/threoniini proteiinikinaas B, PKB tunnetaan myös nimellä Akt.
PKB omaa kolme isoformia PKB alfa (Akt 1), PKB beeta 8Akt 29 ja PKBgamma (Akt 3).
PKB alfa löytyy ylseisti kehosta.
PKB beeta ilmenee pääasiassa insuliinille herkissä kudoksissa.
PKB gamma löytyy pääasiassa aivosita ja kiveksestä.

S6K, p70 ribosomaalinen S6 kinaasi isoformit vaikuttavat proteiinisynteesin säätöön ja solun kasvuun.

SGK seerumin ja glukokortikoidin indusoima proteiinikinaasi-isoformi säätelee joninkuljetusta, hormonin vapautumista, neuroexcitabiliteettia , solun proliferaatiota ja apoptoosia.

RSK, p90 ribosomaali S6 kinaasi kontrolloi solun elossapysymistä, proliferaatiota,, kasvua ja motiliteettia

PKC, useita isoformeja

PDK1, kuuluu itsekin AGC-perheeseen ( master kinase) ja on yleinen upstream kinaasi, joka fosforyloi ja aktivoi kaikki nämä agonististimuloidut AGC-kinaasit

AGC-kinaasien aktivoitumismekanismista maininta
Duaali fosforylaatio vaaditaan maksimaaliseen katalyyttiseen kykyyn.
Joissain AGC-kinaaseissa on kolmaskin fosforylaation paikka nimeltään " turn motif" tai "zipper site" (Z/TM), joka edistää integriteettiä stabiloimalla entsyymin aktiivin konformaation ja suojaamalla hydrofobista motiiviandefosforylaatiolta.

Nimittäin PDK1 (master kinase) fosforyloi kaikki nämä 23 agonistin stimuloimaa AGC-kinaasia niiden seriini/threoniinitähteisiin niiden T-silmukassa ( activation loop).
Sen sijaan hydrofobisen motiivin fosforylaation säätely taas on aika erilaista PDK1 entsyymin eri kohde-entsyymeillä.

PDK1 entsyymi koodautuu ihmisen kromosomista 16p13.3 ( single-copy gene), ja tuote on 556 aminohapon sytosolinen proteiini. Siinä on kaksi funktionaalista domaani: yllä mainittu N-terminaalinen seriini/threoniinikinaasi domaani (AGC perheen merkki) ja C-terminaalinen Pleckstrin (PH) homology domaani, joka asettuu interaktioon fosfoinositidimoplekyylien (PI-3.4.5-P3) PIP3, ja PIP2 tyyppien (PI-3,4-P2)(PI-4,5-P2) kanssa.

PKB (sen kolme isoformia) on ainoa, PDK1 substraateista, joka sisältää PH-domaanin, mutta nyt N-terminaalissa, ja tekee interaktiota spesifisesti PI-3,4,5-P3 molekyyliin (PIP3). Tämä yksinomainen PH domaanin olemassaolo juuri PKB isoformeissa tuottaa aika selkeästi eroutuvan aktivaatiomekanismin, kun vertailee muihin PDK1 entsyymisubstraatteihin.

Miten PDK1 sitten aktivoituu?
Siinä on PIF tasku, joka tunnistaa substraatin ( hydrophobic motif binding pocket) ja sillä domaanilla PDK1 tunnistaa "docking site", minkä substraatti esittää. Interaktio tämän PIF taskun ja fosforyloidun hydrofobisen motiivin kesken indusoi PDK1 entsyymin allosteerisen aktivaation.
Isoloidun PDK1 entsyymin PH domaanissa on epätavallinen N-terminaalinen laajentuma. Fosfoinositideja(PI) sitova tasku on jokseenkin matala ja positiivisesti varautunut pinnaltaan ja merkitsevästi tilavampi kuin muut PH domaanit, mikä selittää PDK1:n kyvyn sitoa tehokkaasti erilaisia fosfoinositideja (PI). Niitten lisäksi tämä laaja ligandeja sitova kohta voisi selittää PDK1 entsyymin kyvyn tehdä interaktiota inositoli-penta- ja hexa-fosfaatteihin (IPx) Ins(1,3,4,5,6)P5 ja fytiiniin, InsP6, korkealla affiniteetilla- mikä lienee mekanismi, joka toimii PDK1-entsyymin sytosolisena ankkurina, jolloin muodostuu täydentävä allas sille entsyymialtaalle, mikä asettuu interaktioon kalvossa olevien fosfoinositidien kanssa. PDK1 PH domaanissa ei tapahdu ligandin aiheuttamaa conformaation muutosta, kuten esim PKBalfa:n PH domaanissa.

PDK1:n normaali funktio on tärkeä PKB entsyymin fysiologiselle toiminnalle.

PDK1 on arvokassyvän vastainen kohdemolekyyli.

On tutkittu PTEN ja PDK1 entsyymien välistä epistaattista suhdetta lymfosyyttien migraation ja malignin transformaation alueellla.
PTEN hajoittaa PIP3, joka taas osaltaan aktivoisi PDK1 entsyymikaskadia.
Jos sekä PTEN on heikentynyt (PTEN +/- heterotsygootti) ja PDK1 hypomorfinen koe hiirilaji omaa protektiivisuutta useita tuumoreita kohtaan. PDK1 on avainvaikuttaja tuumorigeneesin välittäjänä, jos PTEN puuttuu.
Neutrofiili, joka vaeltaa kohti tulehduskeskusta omaa etu-ja takarintaman. Etuosassa on PI3K-entsyymifunktiota, joka tuottaa PIP3 molekyyliä ja takaosassa PTEN,joka hajoittaa PIP3 molekyyliä takaisin PIP2 muotoon, mistä korostuu polaarisuus.

PDK1 on molekyyli, johon voidaan suunnata lääkkeellistä terapiaa.

(Oma kommentti: Tämä entsyymi PDK1 tuntee myös fytiinimuodon. Fytiinillä (IP6) on havaittu olevan etuja , mm antituumorivaikutusta, eräissä raporteissa. Ravinto voi antaa näitä erilaisia IPx polyfosfaatteja, jos asia huomioidaan ).

PIK, fosfoinositidikinaasien ryhmänimi vuonna 2010

2011-09-08T11:00:00.000-07:00

Fosfoinositidikinaasit (PIK) ovat lipidikinaaseja, jotka fosforyloivat fosfoinositidin rakenteen INOSITOLI -renkaan. ja täten toimivat signaalinvälittäjinä.
LÄHDE:
Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt : Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease . Volyme 2. S. 22. In: introduction.

Riippuen siitä, minkä kohdan hiilihydraattissa PIK fosforyloi, se luokitellaan kolmeen entsyymiperheesen vuonna 2010.

PI3K
fosfoinositidi 3-kinaasit.
PIP4K
fosfoinositidi4- kinaasit
PIP 5-K
Fosfoinositidi 5-kinaasit

PI 3-K entsyymiryhmä luokitellaan vielä I, II ja III luokkaan riippuen alayksikön rakenteesta, niiden säätymisestä ja niiden substraattiselektiivisyydestä.

Luokka I PI3K käsittää kaksi alaryhmää IA ja IB ( Vuodesta 1999).

IA PI 3K omaa kolme katalyyttistä alaryhmää:
p110 alfa, p110 beeta, p110 delta, jotka muodostavat heterodimeerejä, joilla on 1- 5 säätelydomaania:
Nämä domaanit ovat p85 alfa, p85 beeta, p55 gamma, p50 alfa ja p55 alfa.
Näitä koodaa kolme geeniä: PIK3RI (p85alfa, p55alfa, p50alfa, joita tuottuu mRNA:sta alternatiivisin promoottorein transkriboituna) ; PIK3R2 (p85beeta) ja PIK3R3 (p55gamma).

Nämä PI3K entsyymit aktivoituvat solupinnan reseptorityrosiinikinaaseilla (RTK)
1990-luvulla näitä proteiineja koodaavat geenit siis kloonattiin.

Ihmisgenomi koodaa neljää luokka I entsyymiä p110 alfa, p110beeta, p110 gamma ja p110 delta.
Luokka IB entsyymi, p110gamma, sitoutuu joko p101, jota koodaa PIK3R5 tai p84/87, jota koodaa PIK3R6.
Regulatorinen alayksikkö vastaa spatiotemporaalisesta PI3K aktivaation kontrollista.

PI3K IA ja IB luokkien tehtävät ovat katalysoida fosfatidyyli-inositol i(3,4,5)P2 (PIP3) muodostumista prosessissa, joka on palautuva, reversibeli, jos lipidifosfataasi PTEN vaikuttaa defosforyloivasti.

Vaikuttaa siltä että luokan IA PI3K kinaasien herkkä ja toimiva fysiologinen ON OFF- mekanismi on essentielli laaja-alaisesti solumetaboliassa.
KUVA Kirjassa Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt. Vol 1. Sivu 229. Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease . Kuvan alla on teksti: Model for regulation of class IA PI3K activation, from X-ray structures( Miled et al. 2007).

PIP3 molekyyli toimii ankkurina PH-domaanin ( Pleckstrin homology-domain) sisältäville proteiineille.

Tällaisia proteiineja ovat mm seriini/threoniinikinaasit AKT1, AKT2 ja AKT3, jotka sijoituttuaan membraaniin saavat aktivaationsa PDK1 entsyymiltä.

Tämä PDK1 entsyymi on 3-fosfoinositidistä riippuvainen proteiinikinaasi.

AKT aktivaattori omaa sitten useita proteiinikohteita, ja niihin kuuluvat mTor, Bad, caspase 9, tuberin. GSK3 beeta sekä alasetti replikaatiohaarukan transkriptiotekijöistä.

AKT aktivaation biologiset seuraamukset ovat laaja-alaisia ja voidaan tehdä alajako solun proliferaation , elossapysymisen ja motiliteetin säätelyyn. ( 2001, 2002)

Kirjastokäynti. Kirjoja PI3K entsyymistä

2011-09-08T06:04:00.001-07:00

Tänään havaitsin, että PI3K on oikein kirjana, kahtena volyymina.

Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt toimittivat kirjan nimeltä Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease .
Yläotsikkona aihepiirille Current Topics in Microbiology and Immunology.
Kirjan on kustantanut Springer Heidelberg Dordrecht London New York
Verlag: Springer Berlin Heidelberg 2010
ISBN: 978-3-642- 13663-4
Volyme 1

Ensimmäinen volyymi käsittelee seuraavat aihepiirit:
Johdanto
PDK1: The major transducer of PI3-Kinase acction
Protein Kinase B (PKB/Akt) a key mediator of the PI3K signaling pathways
PI3K in lymphocyte signaling and development
The regulation of class IA PI3 kinase by inter-subunit interactions
Phosphoinositide signalling pathways in metabolic regulation
Role of RAS in the regeneration of PI3-Kinase
More than just kinases: The scaffolding function of PI3K
PI3K signaling in neutrophils
PI3 kinase p110 beta regulation of platelet integrin alfa IIb beta3
Regulatory subunits of class IA PI3K
The neurodevelopmental implication of PI3K signaling
PI3K regulation of skeletal muscle hypertrophy and atrophy
Taking PI3K delta and PI3K gamma one step ahead: dual active PI3K delta/gamma inhibitors for the treatment of immuno-mediated inflammatory diseases.

Toinen volyymi on ISBN numeroltaan 978-3- 642-14814-6
Sen sisältö on seuraava:
PI3K: From the bench to the clinic and back
Oncogenic mutations of PI3KCA in human cancers
Structural effects of oncogenic PI3K mutations
Comparing the roles of the p110 beta isoforms of PI3K in signaling and cancer
Phosphatidylinositol 3-kinase: The oncoprotein
AKT signaling in physiology and disease
Faithful modeling of PTEN loss driven diseases in the mouse
PI3K as a target for therapy in haematological malignancies
Clinical development in phosphatidylinositol-3 kinase pathway inhibitors
From the bench to the bedside: PI3K pathwway inhibitors in clinical development
New inhibitorsof the PI3K-Akt-mTOR pathway: insights into mTOR signaling from a new generation of Tor kinase domain inhibitors
Small molecule inhibitors of the PI3-kinase family
Targeting the RTK-PI3K-mTOR axis in malignant disease: overcoming resistance

Näitten tietojen perusteella voin päivittää blogiani ja täydentää jo blogiin kirjoittamiani asioita tästä entsyymistä .

PIP2 fosfataasi

2011-09-05T23:57:00.000-07:00

PIP2 fosfataasi nimeltään INPP4A vaimentaa neuronituhoa.
LÄHDE:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20463662

Nature. 2010 May 27;465(7297):497-501. Epub 2010 May 12. The PtdIns(3,4)P(2) phosphatase INPP4A is a suppressor of excitotoxic neuronal death.

Source

Department of Medical Biology, Akita University Graduate School of Medicine, Akita 010-8543, Japan. sasakij@med.akita-u.ac.jp

Abstract (Suomennosta)

Phosphorylated derivatives of phosphatidylinositol, collectively referred to as phosphoinositides, occur in the cytoplasmic leaflet of cellular membranes and regulate activities such as vesicle transport, cytoskeletal reorganization and signal transduction.

FOSFATIDYYLI-INOSITOLIN fosforyloituneet johdannaiset , joita yhteisnimellä kutsutaan FOSFOINOSITIDEIKSI (PI),("lipositoleiksi") ilmenevät solulipidikaksoiskalvojen sytoplasmisella kalvolehdykällä ja ne säätelevät kalvorakkuloitten kuljetusta, solun tukirangan uudelleenorganisoitumista ja signaalien johtumista.

Recent studies have indicated an important role for phosphoinositide metabolism in the aetiology of diseases such as cancer, diabetes, myopathy and inflammation.

Äskettäisten tutkimusten mukaan on FOSFOINOSITIDIEN (lipositolien) aineenvaihdunnalla tärkeä osuutensa eri tautien etiologiassa kuten syövässä, diabeteksessa, myopatioissa ja tulehduksessa.

Although the biological functions of the phosphatases that regulate phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate (PtdIns(3,4,5)P(3)) have been well characterized, little is known about the functions of the phosphatases regulating the closely related molecule phosphatidylinositol-3,4-bisphosphate (PtdIns(3,4)P(2)).

PIP3- molekyylin (PI(3,4,5)P3) fosfataasin biologiset funktiot ovatkin hyvin luonnehdittuja. Sen sijaan PIP2 molekyyliä (PI(3,4) P2) säätävästä fosfataasista on vain vähän tietoa.

Here we show that inositol polyphosphate phosphatase 4A (INPP4A), a PtdIns(3,4)P(2) phosphatase, is a suppressor of glutamate excitotoxicity in the central nervous system.

Tässä otsikon tutkimuksessaon osoitettu että inositolipolyfosfaattifosfataasi 4A, (INPP4A) vaimentaa keskushermostossa glutamaattiaminohapon excitotoksisuutta.

INPP4A on fosfatidyyliinositoli(3,4) P2 molekyylin fosfataasi.

Targeted disruption of the Inpp4a gene in mice leads to neurodegeneration in the striatum, the input nucleus of the basal ganglia that has a central role in motor and cognitive behaviours.

Jos tämän Inpp4a entsyymigeenin suhteen tehdään hiiri poistogeeniseksi(-/-) , hiiressä ilmenee neurodegeneraatiota striatumalueessa, basaaliganglioiden INPUT- impulssitumakkeessa, jolla on motoriikassa ja kognitiossa keskeinen osuus.

Notably, Inpp4a(-/-) mice show severe involuntary movement disorders.

Tällaisessa Inpp4a(-/-) poistogeenisessa hiiressä nähdään vakava-asteisia tahattomia liikehäiriöitä.

In vitro, Inpp4a gene silencing via short hairpin RNA renders cultured primary striatal neurons vulnerable to cell death mediated by N-methyl-d-aspartate-type glutamate receptors (NMDARs).

In vitro-tutkimukset osoittavat, että Inpp4a-geenin hiljentäminen tekee viljellyt striatumneuronit vaurioherkiksi ja tuhoutuviksi sellaisesta toksisesta vaikutuksesta, mikä välittyy NMDA-tyyppisen glutamaattireseptorin kautta (NMDAR).

Mechanistically, INPP4A is found at the postsynaptic density and regulates synaptic NMDAR localization and NMDAR-mediated excitatory postsynaptic current.

Entsyymiä INPP4A on havaittavissa postsynaptisissa tihentymissä ja se säätelee synaptisen NMDAreseptorin lokalisaatiota ja NMDAR välitteistä excitatorista postsynaptista impulssivirtaa ( stimuloivaa impulssivirtaa).

Thus, INPP4A protects neurons from excitotoxic cell death and thereby maintains the functional integrity of the brain.

Täten INPP4A entsyymi suojaa neuronia excitotoksiselta neuronituholta ja ylläpitää aivoissa funktionaalista integriteettiä.

Our study demonstrates that PtdIns(3,4)P(2), PtdIns(3,4,5)P(3) and the phosphatases acting on them can have distinct regulatory roles, and provides insight into the unique aspects and physiological significance of PtdIns(3,4)P(2) metabolism.

Tutkijat osoittavat, että mainitun tyyppinen PIP2 ja PIP3 sekä niiden fosfataasit omaavat selvästi toisistaan erottuvia tehtäviä ja suovat oivallusta PIP2 aineenvaihdunnan fysiologisen merkityksen ja ainutlaatuisten piirteitten ymmärtämiseen.

Tässä mainittu PIP2 tyyppi on PI(3,4)P2 ja PIP3 tyyppi on PI(3,4,5)P3.

INPP4A represents, to our knowledge, the first signalling protein with a function in neurons to suppress excitotoxic cell death.

INPP4A edustaa tiettävästi ensimmäistä signaloivaa proteiinia, jolla on funktiota neuronin excitotoksisen ( glutamaatin myrkkyvaikutuksesta johtuvan) tuhoutumisen vaimentajana.

The discovery of a direct link between PtdIns(3,4)P(2) metabolism and the regulation of neurodegeneration and involuntary movements may aid the development of new approaches for the treatment of neurodegenerative disorders.

Uusi lähestymistapa neurodegeneratiivisten tautien terapian kehittelyyn on täten saatu, kun on keksitty suora linkki PIP2 metabolian ja neurodegeneraation ja tahattoman motoriikan kesken.

( Tässä mainittu PIP2 muoto on siis PI(3,4)P2.

PMID:: 20463662; [PubMed - indexed for MEDLINE]

NO alentaa inositolifosfaattien syntyä aivolisäkkeen etuosassa

2011-09-02T02:32:00.000-07:00

Tässä otsikossa kerrotaan, että aivolisäkkeen etuosassa ( anteriorisessa hypothalamuksessa) angiotensiini II ja tyrotropiinia vapauttava hormoni stimuloivat esiin inositolifosfaattien tuotantoa. Tähän tuotantoon taas vaikuttaa typpioksidijärjestelmän signaaliaine NO tuotantoa alentavasti.

Eur J Endocrinol. 2003 Jan;148(1):89-97. Nitric oxide decreases the production of inositol phosphates stimulated by angiotensin II and thyrotropin-releasing hormone in anterior pituitary cells.

Velardez MO, Benitez AH, Cabilla JP, Bodo CC, Duvilanski BH.

Source

Centro de Investigaciones en Reproduccion, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, Paraguay 2155, Piso 10, Buenos Aires C1121ABG, Argentina.

Abstract (suomennosta)

OBJECTIVE:

Nitric oxide (NO) affects the synthesis of several second messengers, such as cyclic nucleotides, arachidonic acid metabolites and the intracellular calcium concentration, involved in the anterior pituitary hormone release. The present study was performed to investigate the effect of NO on phosphoinositide metabolism.

Typpioksidi(NO) vaikuttaa useitten toisiolähettien synteesiin, esim syklisten nukleotidien (cATP ym) ja arakidonihappometaboliittien synteesiin ja solunsisäiseen kalsiumin pitoisuuteen, mitkä osallistuvat aivolisäkkeen etulohkon hormonien vapautumiseen. Tämä tutkimus keskittyi nyt typpioksidin vaikutuksiin fosfoinositidin ( lipositolin, PI) aineenvaihdunnassa

METHODS:

The synthesis of inositol phosphates (IPs) was studied in primary cultures of anterior pituitary cells from Wistar male rats. IPs (mono, bis and tris phosphates) were determined by ionic exchange chromatography.

Tutkittiin IMP, IP2, IP3 inositolifosfaattimuotoa.

RESULTS:

Sodium nitroprusside and DETA NONOate (DETA/NO) significantly decreased IP synthesis and prolactin release stimulated by angiotensin II (AngII) and thyrotropin-releasing hormone (TRH). These effects were not observed with decayed DETA NONOate (unable to release NO). LY-83583, a guanylyl cyclase inhibitor, completely reversed the inhibitory effect of DETA/NO on AngII-induced IP production. However, BAY 41-2272, a novel stimulator of the soluble guanylyl cyclase, did not mimic the effect of NO donors. Likewise, neither 8-Bromine-cyclic GMP (8-Br-cGMP), an analog of cGMP, nor Sp-8-pCPT-cGMPS triethylamine, a cGMP-dependent protein kinase (PKG) stimulator, decreased IP synthesis stimulated by AngII. In addition, Rp-8-pCPT-cGMPS triethylamine, a PKG inhibitor, did not block the effect of NO. The decrease of IPs induced by DETA/NO was fully reversed by guanosine 5'-O-(3-thiotriphosphate) tetralithium salt, a non-hydrolyzable analog of GTP.

CONCLUSIONS:

The present work indicated that NO decreases IP synthesis stimulated by Ang II and TRH in anterior pituitary cells by a soluble guanylyl cyclase/cGMP/PKG-independent pathway, and suggested that NO affects some regulatory factor located between the plasma membrane receptor and G-protein.

Havaittiin, että typpioksidin NO vaikuttama ( Ang II ja TRH tekijöitten stimuloima) IP synteesin vähenemä aivolohkon etulohkossa tapahtui sellaista aineenvaihdunnallista tietä, mikä oli riippumaton sGC(cGMP(PKG-tiestä. Niinpä arvellaan että NO vaikuttaa johonkin säätelytekijään, joka sijaitsee plasmakalvoreseptorin ja G-proteiinin välissä.

PMID:: 12534362; [PubMed - indexed for MEDLINE]

Free full text

Inositolipyrofosfaatit ovat metabolisessa turn over tapahtumassa lähettiaineita

2011-08-25T13:32:00.000-07:00

Di-fosfo-inositolipolyfosfaatit mahdollisia aineenvaihdunnallisia välittäjäaineita . Nämä ovat toiselta nimeltä inositolipyrofosfaatteja.

Mol Pharmacol. 2009 Aug;76(2):236-52. Epub 2009 May 13. Diphosphoinositol polyphosphates: metabolic messengers?

Shears SB.

Source

Inositide Signaling Group, National Institute of Environmental Health Sciences, NIH, DHHS, Research Triangle Park, NC 27709, USA. shears@niehs.nih.gov

Abstract (suomennosta)

The diphosphoinositol polyphosphates ("inositol pyrophosphates") are a specialized subgroup of the inositol phosphate signaling family.

Inositolifosfaattien signaaliperheen erikoistunut alaryhmä on inositolipyrofosfaatit, difosfoinositoli-polyfosfaatit.

This review proposes that many of the current data concerning the metabolic turnover and biological effects of the diphosphoinositol polyphosphates are linked by a common theme: these polyphosphates act as metabolic messengers.

Katsauksessa tehdään oletus, että moni nykytieto inositolipyrofosfaattien aineenvaihdunnallisesta vaihtuvuudesta ja biologisista vaikutuksista linkkiytyy yleisteemaan: nämä polyfosfaatit toimivat metabolisina välittäjäaineina.

This review will also discuss the latest proposals concerning possible molecular mechanisms of action of this intriguing class of molecules.

Viimeisimpiä oletuksia näiden kiinnostavien molekyylien mahdollisista molekulaarisista mekanismeista käsitellään myös

PMID:: 19439500; [PubMed - indexed for MEDLINE]
PMCID: PMC2713120

Free PMC Article

Ihmisen IP6 /IP7K olemassa

2011-08-25T13:25:00.000-07:00

J Biol Chem. 2007 Oct 19;282(42):30754-62. Epub 2007 Aug 9. Cloning and characterization of two human VIP1-like inositol hexakisphosphate and diphosphoinositol pentakisphosphate kinases.

Fridy PC, Otto JC, Dollins DE, York JD.

Source

Department of Pharmacology, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, 27710, USA.

Abstract

Eukaryotes possess numerous inositol phosphate (IP) and diphosphoinositol phosphate (PP-IPs or inositol pyrophosphates) species that act as chemical codes important for intracellular signaling pathways. Production of IP and PP-IP molecules occurs through several classes of evolutionarily conserved inositol phosphate kinases. Here we report the characterization of a human inositol hexakisphosphate (IP6) and diphosphoinositol pentakisphosphate (PP-IP5 or IP7) kinase with similarity to the yeast enzyme Vip1, a recently identified IP6/IP7 kinase (Mulugu, S., Bai, W., Fridy, P. C., Bastidas, R. J., Otto, J. C., Dollins, D. E., Haystead, T. A., Ribeiro, A. A., and York, J. D. (2007) Science 316, 106-109). Recombinant human VIP1 exhibits in vitro IP6 and IP7 kinase activities and restores IP7 synthesis when expressed in mutant yeast. Expression of human VIP1 in HEK293T cells engineered to produce high levels of IP7 results in dramatic increases in bisdiphosphoinositol tetrakisphosphate (PP2-IP4 or IP8).

Northern blot analysis indicates that human VIP1 is expressed in a variety of tissues and is enriched in skeletal muscle, heart, and brain.

Ihmisen VIP1 entsyymiä (= human inositol hexakisphosphate (IP6) and diphosphoinositol pentakisphosphate (PP-IP5 or IP7) kinase) esiintyy useissa kudoksissa ja sitä on rikastuneena tahdonalaisissa lihaksissa, sydämessä ja aivoissa.

The subcellular distribution of tagged human VIP1 is indicative of a cytoplasmic non-membrane localization pattern.

We also characterized human and mouse VIP2, an additional gene product with nearly 90% similarity to VIP1 in the kinase domain, and observed both IP6 and IP7 kinase activities. Our data demonstrate that human VIP1 and VIP2 function as IP6 and IP7 kinases that act along with the IP6K/Kcs1-class of kinases to convert IP6 to IP8 in mammalian cells, a process that has been found to occur in response to various stimuli and signaling events.

Ihmisen VIP2 entsyymi omaa IP6 ja IP7 kinaasiaktiivisuuden ja voi muuttaa inositolifosfaattia IP6 ( fytiiniä) IP8 muotoon.

PMID:: 17690096; [PubMed - indexed for MEDLINE]

Free full text

Kasvien IP6-kinaasigeeniä etsitään

2011-08-25T13:21:00.000-07:00

BMC Proc. 2011 May 28;5 Suppl 2:S1.

IP6K gene identification in plant genomes by tag searching.

Fassetti F, Leone O, Palopoli L, Rombo SE, Saiardi A.

Source

DEIS, Università della Calabria, Via Pietro Bucci 41C Rende (CS) Italy. simona.rombo@deis.unical.it.

Abstract

BACKGROUND:

Plants have played a special role in inositol polyphosphate (IP) research since in plant seeds was discovered the first IP, the fully phosphorylated inositol ring of phytic acid (IP6). It is now known that phytic acid is further metabolized by the IP6 Kinases (IP6Ks) to generate IP containing pyro-phosphate moiety. The IP6K are evolutionary conserved enzymes identified in several mammalian, fungi and amoebae species. Although IP6K has not yet been identified in plant chromosomes, there are many clues suggesting its presences in vegetal cells.

RESULTS:

In this paper we propose a new approach to search for the plant IP6K gene, that lead to the identification in plant genome of a nucleotide sequence corresponding to a specific tag of the IP6K family. Such a tag has been found in all IP6K genes identified up to now, as well as in all genes belonging to the Inositol Polyphosphate Kinases superfamily (IPK). The tag sequence corresponds to the inositol-binding site of the enzyme, and it can be considered as characterizing all IPK genes. To this aim we applied a technique based on motif discovery. We exploited DLSME, a software recently proposed, which allows for the motif structure to be only partially specified by the user. First we applied the new method on mitochondrial DNA (mtDNA) of plants, where such a gene could have been nested, possibly encrypted and hidden by virtue of the editing and/or trans-splicing processes. Then we looked for the gene in nuclear genome of two model plants, Arabidopsis thaliana and Oryza sativa.

CONCLUSIONS:

The analysis we conducted in plant mitochondria provided the negative, though we argue relevant, result that IP6K does not actually occur in vegetable mtDNA. Very interestingly, the tag search in nuclear genomes lead us to identify a promising sequence in chromosome 5 of Oryza sativa. Further analyses are in course to confirm that this sequence actually corresponds to IP6K mammalian gene.

PMID:: 21554757; [PubMed]
PMCID: PMC3090757

Free PMC Article

Fytiini riisissa Oryza sativa sijoittuu lese-osaan

2011-07-19T03:12:00.000-07:00

Kysymyksen asettelu
Kun on GFD eliminaatiodieetillä koko iän, joutuu käyttämään mm riisiä, maissia ym gluteenittomia viljoja, joiden fytiini ym ravinnepitoisuus eroaa gluteeniviljojen ravinnepitoisuudesta. Tämä voi aiheuttaa supplementin tarvetta, mutta ensin on tiedettävä paljonko eri ravinteita perustava eliminaatiodieetin vilja antaa.

RIISIN analyysistä

Rapid Commun Mass Spectrom. 2010 Sep;24(18):2723-9.Application of imaging mass spectrometry for the analysis of Oryza sativa rice.

Zaima N, Goto-Inoue N, Hayasaka T, Setou M.

Source

Department of Molecular Anatomy, Hamamatsu University School of Medicine, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu, Shizuoka 431-3192, Japan. zaima@hama-med.ac.jp

Abstract

Rice is one of the most important food crops in the world and new varieties have been bred for specific purposes, such as the development of drought-resistance, or the enrichment of functional food factors.

Riisi kuuluu maailman tärkeimpiin viljoihin ja uusia laatuja on kehitelty spesifisiin tarkoituksiin, kuten kuivuuden kestävää lajia tai funktionaalisista ravinteista rikastuneita lajeja.

The localization and composition of metabolites in such new varieties must be investigated because all artificial interventions are expected to change the metabolites of rice.

Tämän takia on selvitettävä näissä uusissa laaduissa esiintyvien metaboliittien koostuma ja sijoittuma, koska kaikki keinotekoinen interventio odotettavastikin muuttaa riisin metaboliitteja.

Imaging mass spectrometry using matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI-IMS) is a suitable tool for investigating the localization and composition of metabolites; however, suitable methodologies for the MALDI-IMS analysis of rice have not yet been established.

( Metodologiasta maininta)

In this study, we optimized the methods for analyzing rice grains by MALDI-IMS using adhesive film and found the characteristic distribution of metabolites in rice.

Tässä tutkimuksessa havaittiin luonteenomaista riisimetaboliittien sijoittumaa.

Lysophosphatidylcholine (LPC) was localized in the endosperm.

LYSOFOSFATIDYYLIKOLIINI eli lysolesitiini sijoitautui endospermaan.

Phosphatidylcholine (PC), gamma-oryzanol and phytic acid were localized in the bran (germ and seed coat), and alpha-tocopherol was distributed in the germ (especially in the scutellum).

LESITIINI, gamma-oryzanoli ja fytiini sijoittuivat leseeseen, lese-osaan.

In addition, MALDI-IMS revealed the LPC and PC composition of the rice samples.

Lysolesitiinin ja lesitiinin tarkempaa koostumustakin selvitettiin rasvahappojen osuudelta.

The LPC composition, LYSOLESITIINI monoasyylikoostumuksesta

LPC (1-acyl 16:0), palmitiinihappo

LPC (1-acyl 18:2), linolihappo

LPC (1-acyl 18:1) öljyhappo

and LPC (1-acyl 18:0), steariinihappo

was 59.4 +/- 4.5%, 19.6 +/- 2.5%, 14.2 +/- 4.5% and 6.8 +/- 1.4%.

The PC composition, LESITIININ diasyylikoostumuksesta

PC (diacyl 16:0/18:2), palmitiinihappo ja linoleenihappo

PC (diacyl 16:0/18:1), palmitiinihappo ja öljyhappo

PC (diacyl 18:1/18:3), öljyhappo ja alfalinoleenihappo

PC (diacyl 18:1/18:2) öljyhappo ja linolihappo

and PC (diacyl 18:1/18:2),

was 19.6 +/- 1.0%, 21.0 +/- 1.0%, 15.0 +/- 1.4%, 26.7 +/- 0.7% and 17.8 +/- 1.9%. This approach can be applied to the assessment of metabolites not only in rice, but also in other foods for which the preparation of sections is a challenging task.

2010 John Wiley & Sons, Ltd.

PMID:: 20814978; [PubMed - indexed for MEDLINE]

KOMMENTTINI: Kuoritussa riisissä tuskin saa fytiiniä, koska se asettuu leseosaan.

Fytiini ja polyaminit, niiden keskinen tasapaino

2011-07-19T02:49:00.000-07:00

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21647508

Metallomics. 2011 Jul 1;3(7):735-43. Epub 2011 Jun 7.
Equilibrium study on the interaction of phytic acid with polyamines and metal ions.

Odani A, Jastrzab R, Lomozik L.

Source

Faculty of Pharmaceutical Sciences, Institute of Medical, Pharmaceutical and Health Sciences, Kanazawa University, Japan.

Abstract

Interaction of phytic acid (myo-inositolhexakisphosphoric acid, IP) and polyamines (A = en, tn, Put, dien, 2,3-tri, 3,3-tri, Spd, 3,3,3-tet, spermine(Spm)) have been studied

by potentiometric and (31)P-NMR techniques. The non-covalent interactions have led to the formation of stable molecular complexes of (IP)H(n)(A) type at the 1 : 1 molar ratio of the ligands, but of different numbers of protons.

Fytiinin ( myoinositolihexa-cis-fosforihapon) ja polyaminien keskeistä non-kovalenttia interaktiota on tutkittu ja siinä muodostuu stabiilia molekulaarista kompleksia (IP)H(n)(A) tyyppiä ligandien molaarisella suhteella 1:1, mutta protoniluku vaihtelee.

The IP protonation constants, stability constants of the molecular complexes and metal (Mg(2+)) complexes have been determined.

Tutkijat ovat määritelleet fytiinin protonaatiovakioita, molekulaarisen kompleksin stabiliteettivakioita Magnesium++kompleksien vakioita.

The structural and pH dependences of stability constants showed the interactions between IP and A have the acid-base character determining their effectiveness, although the IP structure (5ax1eq, 5eq1ax) in molecular complexes should be also taken into account.

Stabiliteettivakioiden riippuvuus rakenteesta ja pH:sta osoittivat, että fytiinin ja polyaminin kesken vallitsee happo-emäs luonteinen suhde, mikä määrää niiden tehokkuutta, vaikka tulee ottaa huomioon myös IP rakenne, onko se tyyppiä 5aksiaalinen1 ekvatoriaalinen tai 5ekvatoriaalinen1aksiaalinen inositolirenkaan sivuryhmien asettumiselta.

(31)P NMR study showed in the presence of Spm (31)P highfield shifts and high pH shift of signal broadening due to chemical exchange between 5ax1eq and 5eq1ax. The preferable binding of Spm to IP over Mg(2+) in neutral pH indicated the importance of polyamine as a stabilizer of phosphate compounds.

Spm-polyaminin suositumpi sitoutuminen fytiiniin ennen magnesiumia (Mg++) neutraalissa pH-miljöössä viittaa siihen, että polyamini toimisi fosfaattiyhdisteen stabiloijana.

PMID:: 21647508; [PubMed - in process]

Fytiini ja Agranoffin kilpikonna

2011-05-02T07:40:00.000-07:00

https://picasaweb.google.com/lea.bright/PhytinIP6AndTheAgranoffsTurtleAndTheTurtle#

Inositolifosfaatin aineenvaihduntaa

2011-01-24T14:18:00.000-08:00

http://de.wikibooks.org/wiki/Biochemie_und_Pathobiochemie:_Inositolphosphat-Stoffwechsel

Ihmisessä:
http://www.genome.jp/dbget-bin/get_pathway?org_name=hsa&mapno=00562

PTEN geeni. PTEN

2011-01-24T13:59:00.000-08:00

LÄHDE: Rommel C, Vanhaesebroeck B, Vogt P K. PI3K in health and Disease. Vol.2.2010

PTEN proteiinista mainintaa sivulla 57:

As a signal attenuating mechanism, the reverse dephosphorylation reaction converting PIP3 to PI-4,5-P2, is catalyzed by the phosphatase PTEN ( phosphatase and tensin homologue), a tumor suppressor protein.

Sivulla 64 mainitaan kaksi fosfataasia:

Ainakin kaksi eri fosfataasityyppiä voi vaikuttaa että PI3K signalointi sammuu, kun PIP3 defosforyloituu PIP2 muotoon

PI3K signalointi vähenee kun PIP3 defosforyloituu PIP2 muotoon joko Src-2 homologiaa (SH2) sisältävällä fosfataasilla SHIP tai mainitulla lipidifosfataasilla PTEN.

Nämä kaksi fosfataasiluokkaa eroavat siinä, mitä inositolirenkaan fosfaattiryhmää ne pystyvät irrottamaan.

SHIP1 ja SHIP2 defosforyloivat 5´-asemassa olevan fosfaatin PIP3 molekyylistä, jolloin muodostuu PI-3,4-P2 molekyyliä.
Mutta PTEN defosforyloi 3´-asemassa olevan fosfaattiryhmän, jolloin syntyy PI-4,5-P2 molekyyliä Se taas toimii PI3K entyymille substraattina.

Sivulla 66 kerrotaan, että
useimmin epäsäätöön joutunut komponentti PI3K entsyymin downstream-signalointi tiessä on tämä tuumorisuppressori PTEN. Se voi olla inaktivoitunut pistemutaatiosta tai deletoitunut syövässä.

Jos solu menettää tätä PTEN funktiota, seuraa konstitutiivinen PI3K akselin aktivoituminen, koska nyt on poissa yksi päätekijä signaalitien vaimentajien joukosta.

Tilannetta vielä pahentaisi jos olisi tapahtunut PTEN- menetyksen lisäksi aktivoivia mutaatioita RTK ( reseptori tyrosiinikinaasi) entsyymissä tai sen p110 alfassa alayksikössä

Sivulla 106 mainitaan, että
normaalisti on PIP3 steady-state hyvin tiukasti kontrolloitu solussa johtuen siitä kombinaatioefektistä, mikä seuraa tiukkaa PI3K entsyymisäätöä ja usean PIP3 fosfataasin toimintaa (PTEN, SHIP1, SHIP2).

Sivulla 109 mainitaan,
että PTEN (lipidifosfataasi) rajoittaa AKT aktivaatiota suoraan
kilpailemalla saatavilla olevasta PIP3 molekyylistä solukalvossa.

Sivuilla 111-114 kerrotaan
AKT signaloinnin negatiivisesta säädöstä. AKT aktivaatiosta tiedetään paljon, mutta aktivaation vasta-vaikuttajista vähemmän.
Yleisesti mainitaan että PI3K/AKT signalointia inaktivoi suoraan PTEN , tuumorissuppressiotekijä.

PTEN toimii siis lipidifosfataasina muutamalla 3´-fosforyloituneita fosfoinositidejä 3´-fosforyloitumattomaan muotoon. Kuitenkaan ei ole ratkaistu vielä tarkkaa mekanismia, millä PTEN inaktivoituu, kun PI3K signalointi alkaa.

SHIP inositoli 5´fosfataasit hydrolysoivat PI-3,4,5-P3 ja konvertoivat sen PI-3,4-P2 muotoon ja SHIP voi myöskin säädellä negatiivisesti AKT aktiivisuutta.
SHIP1 esiintyy hematopoieettisissa soluissa. SHIP2 nonhematopoieettisissa soluissa. Jos SHIP1 puuttuu, AKT aktivaatio on pitkä ja seuraa kasvutekijän stimuloituminen.

PTEN ja SHIP1/2 fosfataasien suhteelliset osuudet PIP3-tasojen säätelyssä ja AKT aktivaatiossa voivat olla kudos-ja solutyypppisiä.

Sivu 120,
Apoptoosissa ja senescenssissä
Akuutti PTEN tekijän inaktivaatio indusoi kasvutekijän pysähtymän (arrest) AKT välitteisen ja p53:sta riippuvan senescenssi tien kautta.

Sivu 123-125
Inaktivoivista PTEN mutaatioista. Useissa ihmissyövissä on PTEN deleetio ja muita inaktivoivia mutaatioita.
PTEN funktio voi kadota myös transkriptionaalisella hiljennyksellä tai proteiinistabiliteetilla.
Somaattisia mutaatioita ja bialleelisia deleetioita PTEN geenissä esiintyy tavallisesti vakavassa glioblastoomassa, prostatasyövässä ja endometriumsyövässä.
Jos PTEN menetetään, tapahtuu vahva AKT aktivaatio.
Sivulla 124:

Jos PTEN menetetään, myös AKT-sta riippumattomia onkogeeniteitä voi aktivoitua (SGK, JNK, BTK, BMX).
Heterpzygoottisella PTEN+/- koehiirellä kehittyy varhais-iässä lukuisia eri tuumoreita.
Jos tällainen risteytetään AKT1-puutteisen hiiren kanssa, tuumorien esiintyvyys vähenee huomattavasti; tehokkain tuumorininhibitio esiintyy useissa kudostyypeissä, kuten prostata, endometrium ja ohutsuoli. ( Havaittu 2006)

Wikipediatieto suomeksi:

PTEN (engl. Phosphatase and Tensin homolog, suom. fosfataasi- ja tensiinihomologi) on ihmisen geeni, joka kuuluu kasvunrajoitegeeneihin. Se sijaitsee kromosomissa 10q23.3. Geeniä vastaava PTEN-proteiinia on olemassa lähes kaikissa ihmiskehon kudoksissa. Geenin tuote toimii fosfataasientsyymeihin kuuluvana fosfodiesteraasina.

PTEN-geenin mutaatioita ja deleetioita on havaittu useissa syöpäkasvaimissa, esimerkiksi glioblastoomassa, eturauhassyövässä ja rintasyövässä. Geenin inaktivaatio johtaa lisääntyneeseen soluproliferaatioon ja vähentyneeseen solukuolemaan. Mutaatio PTEN-geenissä lisää alttiutta sairastua harvinaiseen Cowdenin oireyhtymään.(hereditary cancer predisposition)

Wikipediatietoo saksaksi:

Die Phosphatase PTEN (Phosphatase and Tensin homolog) ist ein multifunktionelles Enzym in Eukaryoten. Es katalysiert die Hydrolyse von verschiedenen Phosphorsäureestern (Phospholipide und Phosphoproteine). Insbesondere sind die signalübertragenden Moleküle PIP₃, PIP₂, PIP₁, Ins(1,3,4,5)P₄ und AKT1 Substrate der PTEN. Durch diese Eingriffe in körperliche Signalwege ist PTEN ein Teil der Signaltransduktion.

Im normalen Zellzustand wird die Aktivität der Phosphatase PTEN durch TGF-β unterdrückt. Dadurch wird der Zelltod verhindert.

Ununterdrückt agiert PTEN durch Einleitung des Zelltods als Tumorsuppressor.

Mutationen am PTEN-Gen und damit Defekte am PTEN-Enzym können durch unkontrollierte Zellvermehrung eine Vielzahl von Tumoren begünstigen und Krankheiten auslösen.^[2]^[3]

Inhaltsverzeichnis

Funktion

Aktiviertes PTEN unterbricht durch Dephosphorylierung von Phosphatidylinositolphosphaten den PI3K-AKT/PKB-Signalweg. Es hemmt die Phosphorylierung von Shc und unterbricht den MAP-Kinase-Signalweg. Es dephosphoryliert FAK und unterbricht damit weitere Signalwege, mit dem Ergebnis, dass Zellmigration und Zellteilung verhindert werden.^[4]

Pathologie

Die durch Defekte an PTEN verursachten seltenen Erbkrankheiten sind das Cowden-Syndrom, das Lhermitte-Duclos-Syndrom, das Ruvalcaba-Myhre-Smith-Syndrom, das Proteus-Syndrom und familiäres Oligodendrogliom. Tumore wie Endometriumkarzinom und Prostatakarzinom werden begünstigt.

JOS PTEN GEENI PUUTTUU: PTEN on tärkeä aivojen kehitykselle.
LÄHDE: Genes Dev. 2009 Jul 15;23(14):1619-24.Cell type specificity of PI3K signaling in Pdk1- and Pten-deficient brains.

Chalhoub N, Zhu G, Zhu X, Baker SJ.

Department of Developmental Neurobiology, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, Tennessee 38105, USA.

Abstract

Loss of PTEN causes unregulated activation of downstream components of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) signaling, including PDK1, and disrupts normal nervous system development and homeostasis. We tested the contribution of Pdk1 to the abnormalities induced by Pten deletion in the brain. Conditional deletion of Pdk1 caused microcephaly. Combined deletion of Pdk1 and Pten rescued hypertrophy, but not migration defects of Pten-deficient neurons. Pdk1 inactivation induced strikingly different effects on the regulation of phosphorylated Akt in glia versus neurons. Our results show Pdk1-dependent and Pdk1-independent abnormalities in Pten-deficient brains, and demonstrate cell type specific differences in feedback regulation of the ubiquitous PI3K pathway.

PMID:: 19605683; [PubMed - indexed for MEDLINE]
PMCID: PMC2714713

Free PMC Article

Päivitys 2011-09-08

PubMed haku: PIK3CD

2011-01-24T13:40:00.000-08:00

Results: 1 to 20 of 68

p110δ mutant mice reveal central role for PI3K signaling in intestinal macrophages.

Brown JB, Barrett TA.

Gastroenterology. 2010 Nov;139(5):1451-3. Epub 2010 Sep 25. No abstract available. PMID: 20875484 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

Phosphoinositide 3-kinase δ regulates membrane fission of Golgi carriers for selective cytokine secretion.

Low PC, Misaki R, Schroder K, Stanley AC, Sweet MJ, Teasdale RD, Vanhaesebroeck B, Meunier FA, Taguchi T, Stow JL.

J Cell Biol. 2010 Sep 20;190(6):1053-65. Epub 2010 Sep 13.PMID: 20837769 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

A novel MEK2/PI3Kδ pathway controls the expression of IL-1 receptor antagonist in IFN-β-activated human monocytes.

Brandt KJ, Carpintero R, Gruaz L, Molnarfi N, Burger D.

J Leukoc Biol. 2010 Dec;88(6):1191-200. Epub 2010 Sep 13.PMID: 20837746 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

Phosphoinositide 3-kinase activity in T cells regulates the magnitude of the germinal center reaction.

Rolf J, Bell SE, Kovesdi D, Janas ML, Soond DR, Webb LM, Santinelli S, Saunders T, Hebeis B, Killeen N, Okkenhaug K, Turner M.

J Immunol. 2010 Oct 1;185(7):4042-52. Epub 2010 Sep 8.PMID: 20826752 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

Phosphoinositide 3-kinase gamma mediates chemotactic responses of human eosinophils to platelet-activating factor.

Hasan AM, Mourtada-Maarabouni M, Hameed MS, Williams GT, Dent G.

Int Immunopharmacol. 2010 Sep;10(9):1017-21. Epub 2010 Jun 4.PMID: 20685403 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

Activity of any class IA PI3K isoform can sustain cell proliferation and survival.

Foukas LC, Berenjeno IM, Gray A, Khwaja A, Vanhaesebroeck B.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jun 22;107(25):11381-6. Epub 2010 Jun 7.PMID: 20534549 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

Phosphatidylinositol 3-kinase-δ inhibitor CAL-101 shows promising preclinical activity in chronic lymphocytic leukemia by antagonizing intrinsic and extrinsic cellular survival signals.

Herman SE, Gordon AL, Wagner AJ, Heerema NA, Zhao W, Flynn JM, Jones J, Andritsos L, Puri KD, Lannutti BJ, Giese NA, Zhang X, Wei L, Byrd JC, Johnson AJ.

Blood. 2010 Sep 23;116(12):2078-88. Epub 2010 Jun 3.PMID: 20522708 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

Type I interferon (IFN-alpha/beta) rescues B-lymphocytes from apoptosis via PI3Kdelta/Akt, Rho-A, NFkappaB and Bcl-2/Bcl(XL).

Badr G, Saad H, Waly H, Hassan K, Abdel-Tawab H, Alhazza IM, Ahmed EA.

Cell Immunol. 2010;263(1):31-40. Epub 2010 Feb 24.PMID: 20231019 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

Pooled analysis of phosphatidylinositol 3-kinase pathway variants and risk of prostate cancer.

Koutros S, Schumacher FR, Hayes RB, Ma J, Huang WY, Albanes D, Canzian F, Chanock SJ, Crawford ED, Diver WR, Feigelson HS, Giovanucci E, Haiman CA, Henderson BE, Hunter DJ, Kaaks R, Kolonel LN, Kraft P, Le Marchand L, Riboli E, Siddiq A, Stampfer MJ, Stram DO, Thomas G, Travis RC, Thun MJ, Yeager M, Berndt SI.

Cancer Res. 2010 Mar 15;70(6):2389-96. Epub 2010 Mar 2.PMID: 20197460 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

10.

Discovery of dual inhibitors of the immune cell PI3Ks p110delta and p110gamma: a prototype for new anti-inflammatory drugs.

Williams O, Houseman BT, Kunkel EJ, Aizenstein B, Hoffman R, Knight ZA, Shokat KM.

Chem Biol. 2010 Feb 26;17(2):123-34.PMID: 20189103 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

11.

PI3K p110delta regulates T-cell cytokine production during primary and secondary immune responses in mice and humans.

Soond DR, Bjørgo E, Moltu K, Dale VQ, Patton DT, Torgersen KM, Galleway F, Twomey B, Clark J, Gaston JS, Taskén K, Bunyard P, Okkenhaug K.

Blood. 2010 Mar 18;115(11):2203-13. Epub 2010 Jan 15.PMID: 20081091 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

12.

PI3K isoforms as drug targets in inflammatory diseases: lessons from pharmacological and genetic strategies.

Harris SJ, Foster JG, Ward SG.

Curr Opin Investig Drugs. 2009 Nov;10(11):1151-62. Review.PMID: 19876783 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

13.

Phosphoinositide 3-kinase p110 delta regulates natural antibody production, marginal zone and B-1 B cell function, and autoantibody responses.

Durand CA, Hartvigsen K, Fogelstrand L, Kim S, Iritani S, Vanhaesebroeck B, Witztum JL, Puri KD, Gold MR.

J Immunol. 2009 Nov 1;183(9):5673-84.PMID: 19843950 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free ArticleRelated citations

14.

Overexpression of IGF-1 in muscle attenuates disease in a mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy.

Palazzolo I, Stack C, Kong L, Musaro A, Adachi H, Katsuno M, Sobue G, Taylor JP, Sumner CJ, Fischbeck KH, Pennuto M.

Neuron. 2009 Aug 13;63(3):316-28.PMID: 19679072 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

15.

RUNX1 regulates phosphoinositide 3-kinase/AKT pathway: role in chemotherapy sensitivity in acute megakaryocytic leukemia.

Edwards H, Xie C, LaFiura KM, Dombkowski AA, Buck SA, Boerner JL, Taub JW, Matherly LH, Ge Y.

Blood. 2009 Sep 24;114(13):2744-52. Epub 2009 Jul 28.PMID: 19638627 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

16.

Cell type specificity of PI3K signaling in Pdk1- and Pten-deficient brains.

Chalhoub N, Zhu G, Zhu X, Baker SJ.

Genes Dev. 2009 Jul 15;23(14):1619-24.PMID: 19605683 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

17.

Regulation of p110delta PI 3-kinase gene expression.

Kok K, Nock GE, Verrall EA, Mitchell MP, Hommes DW, Peppelenbosch MP, Vanhaesebroeck B.

PLoS One. 2009;4(4):e5145. Epub 2009 Apr 9.PMID: 19357769 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

18.

p110gamma and p110delta isoforms of phosphoinositide 3-kinase differentially regulate natural killer cell migration in health and disease.

Saudemont A, Garçon F, Yadi H, Roche-Molina M, Kim N, Segonds-Pichon A, Martín-Fontecha A, Okkenhaug K, Colucci F.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Apr 7;106(14):5795-800. Epub 2009 Mar 18.PMID: 19297623 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

19.

Inhibition of PI3Kdelta restores glucocorticoid function in smoking-induced airway inflammation in mice.

Marwick JA, Caramori G, Stevenson CS, Casolari P, Jazrawi E, Barnes PJ, Ito K, Adcock IM, Kirkham PA, Papi A.

Am J Respir Crit Care Med. 2009 Apr 1;179(7):542-8. Epub 2009 Jan 22.PMID: 19164702 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free ArticleRelated citations

20.

Blockage by SP600125 of Fcepsilon receptor-induced degranulation and cytokine gene expression in mast cells is mediated through inhibition of phosphatidylinositol 3-kinase signalling pathway.

Tanemura S, Momose H, Shimizu N, Kitagawa D, Seo J, Yamasaki T, Nakagawa K, Kajiho H, Penninger JM, Katada T, Nishina H.

J Biochem. 2009 Mar;145(3):345-54. Epub 2008 Dec 23.PMID: 19106158 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

1p3:geenistä PI3K entsyymiproteiiniksi

2011-01-24T09:29:00.000-08:00

Theses . Fransson Susanne. From 1p3 to PI3K. Studies of neuroblastoma. 4.2. 2011.
ISBN 978-91- 628-8197-9
Tämän väitöskirjan osia on 4:

I Fransson S, Martinsson T et Ejeskär K. Neuroblastoma tumors with favorable and unfavorable outcome: Significant differences in mRNA expression of Genes Mapped at 1p36.2. Genes, hromosomes and Cancer (2007) 46: 45-52.

II Caren H, Fransson S, Ejeskär K, Sjöberg R-M, Kogner P et Martinsson T. Genetic and epigenetic changes in the common 1p36 deletion in neuroblastoma tumors. Br J Cancer( 2007) 19; 97 (10): 1416- 24.

III Fransson S, Abel F, Eriksson H, Koegner P, Martinsson T et Ejeskär K. Analysis of the PI3K/Akt signaling pathway in Neuroblastoma - Stage dependent expression of PI3K p110 isoforms. (2011).
http://www.cstj.co.jp/reference/pathway/images/Akt_PKB.jpg

IV Fransson S, Uv A, Eriksson H, Andersson M K, Wettergren Y, Bergö M et Ejeskär K. p37delta, a new isoform of PI3K p110delta that increases cell proliferation, is over expressed in human tumors.(2011).

Suomennosta abstraktista

Taustaa

NEUROBLASTOMA on sympaattisen hermojärjestelmän kasvain ja kaikkein tavallisin extrakraniaalinen lapsuusiän tuumori. Lukumäärältä niitä on 7% kaikista lasten maligniteeteistä. Vaikka nykyään ollaan edistytty terapiakeinoissa, niin aggressiivinen NB on
edelleen fataali tauti ja hoidon sivuvaikutukset ovat vakavia.

Tarkoitus

Tämän väitöstyön tarkoituksena on ollut tutkia neuroblastooman ja mahdollisten muitten maligniteettien alkuun ja progredioitumiseen vaikuttavia geenejä ja geenituotteita. Pääasiallinen fokus kohdistetaan kromosomialueeseen 1p36.2-3 ja niihin tekijöihin, jotka osallistuvat PI3K/Akt signalointitiehen.

Tuloksia

Analyysi 1p36.2-3 alueen 30 geenistä osoitti, että TNFRSF9 ja PI3KCD vaimentuivat sellaisissa NB tuumoreissa, joissa oli 1p-deleetio.

Saman alueen toisissa tutkimuksissa osoittautui neljä geeniä säätyvän mahdollisesti epigeneettisillä mekanismeilla ( ERRFI, CASZ1, RBP7 ja PIK3CD) . Niiden säädössa NB solulinjoissa ja primäärituumoreissa oli kyse enemmänkin histonideasetylaation eikä metylaation osallistumisesta.

Havaittiin myös joitain harvinaisia sekvenssivariantteja ERRFI:ssä ja PIK3CD:ssä.
PIK3CD koodaa PI3K entsyymin katalyyttistä alayksikköä. PI3K on fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasi, joka aktivoi Akt tekijän.

Kun analysoitiin tähän PI3K-/Akt signaalitiehen liittyviä 88 geeniä, osoittautui, että PDGFRA, PIK3R1, PIK3CD, PRKCBI, PRKCZ ja EIF4EBP1 ilmenivät eri tavoin, kun vertailtiin neuroblastooman vaiheita 1-2 ja vaihetta 4.

p110alfa pitoisuudet olivat korkeammat tuumorin 4 asteessa verrattuna 1-2 asteeseen. Päinvastainen tilanne oli p110deltan suhteen.

Neljännen asteen NB tuumorin Akt tekijän fosforyloituminen oli suurempi (T308 ja S473) verrattuna matalan asteen neuroblastoomiin.

Havaittiin käänteistä korrelaatiota fosforylaasientsyymin PTEN pitoisuuksien ja fosforyloidun Akt T308 fosforylaatiotasojen kesken.

Tutkijat löysivät myöskin erään uuden silmukoitumisvariantin ( splice variant) p37delta, jota koodaa PIK3CD.
Jos käytetään vaihtoehtoista donorikohtaa, tuloksena on lyhemmäksi pätkiytynyt RAS-sitova domaani ja katalyyttisen domaanin menetys. Lyhentymästä huolimatta p37delta käy RAS-interaktioon lisääntyvässä määrin ovariaalisyöpäsoluissa, colon syövässä; yleinen ihmisen p37delta expressio johdettuna banaanikärpäseen lisää kärpäsen kehon kokoa.
Lisäksi tämän p37deltan yliexpressoituminen HEK-293 soluissa ja hiiren embryonaalisissa fibroblasteissa lisää proliferaatiota ja invasiivisia ominaisuuksia kontrolleihin verrattuna mikä viittaisi sen osuuteen tumorogeenisyydessä.

Mitä tuloksista voidaan päätellä?

Geenien ja proteiinien ilmenemistasojen analyysistä voidaan tarkasti osoittaa tärkeitä geenejä ja reittejä. Tämäkin väitöstyö on lisännyt tietämystä niistä geeneistä, jotka sijaitsevat kohdassa 1p36.2-3, mikä on neuroblastoomassa yleensä deletoitunut alue- ja tietämystä PI3K/Akt signaloinnista neuroblastoomassa.
On kuvattu myös uusi splice variantti p110delta, jota esiintyy ihmisen syöpäsoluissa ja joka pystyy lisäämään sekä koeputkessa että kehossa solujen proliferoitumista.

Mikä merkitys on Akt aktivaatiolla?
Akt aktivoituminen on avaintapahtuma solujen migraatiossa, aineenvaihdunnassa, differentiaatiossa, apoptoosissa ja proliferaatiossa.
PI3K/Akt signalointitien deregulaatiota, säätelyn poistumista ja samalla fosforyloituneen Akt proteiinin määrän kohoamista on raportoitu ihmisen pahanlaatuisissa kasvaimissa liittyneenä kasvaimen aggressiiviseen fenotyyppiin ja huonoon prognoosiin.

Mitkä seikat voivat olla taustatekijöitä, kun PI3K/ Akt signalointitie joutuu epäkuntoon?

Tuumoria vaimentavasta geenistä PTEN funktiosta voi olla puutetta. PTEN on fosfataasi joka vaikuttaa estäen PIP3 molekyyliin. PIP3 taas on se molekyyli, joka rekrytoi downstream tekijöitä kuten PDK1, joka fosforyloi Akt proteiinia. ( PIP3, second messenger, membrane recruitment and activation) .

PI3KCA:n opnkogeeninen aktivaatio voi olla kyseessä.

Eri kasvutekijöitten reseptoreihin voi tulla kohonnutta stimulaatiomäärää ja ligandimäärää (IGGF, VEGF, EGF).

PI3K tie TERAPEUTTISENA KOHTEENA

(1) Kun alettiin kehitellä jonkinlaista inhibitiota PI3K- signaalitiehen, ensimmäisen polven inhibiittori oli Wortmannin ja Ly 294002 quercetin- johdannainen.

(2) Uudemman polven inhibiittoreita olivat SF 1126 ja PX-866.
Mutta- kaikki nämä inhibiittorit olivat laadultaan globaaleja, estivät PI3K entsyymin kaikkia funktioita kehossa., mikä taas oli haitallista.
Tästä voidaan johdonmukaisesti päätellä, että on kriittisen tärkeä tutkia PI3K entsyymin isoformit , etsiä isoformispesifisiä vaikutuksia ja kehitellä lääkkeitä spesifisiä isoformeja kohtaan.
Näihin seikkoihin väitöskirja pureutuu yksityiskohtaisesti.

Vaikka on havaittu yleinen samankaltaisuus p110 isoformien ATP:tä sitovissa kohdissa, on kuitenkin mahdollista hyödyntää pienen pieniä eroavuuksia niitten taskumaisten struktuurien sitovien kohtien välillä, kun kehitellään selektiivisiä kinaasi-inhibiittoreita.

(3) On kehitelty uusia estäviä yhdistyksiä, jotka ovat isoformispesifisiä. Yksi niistä on delta-spesifinen inhibiittori CAL-101, joka on jo varhiasen kliinisen kokeen vaiheessa hematologisten pahanlaatuisten tautien alueella.

Tutkijat selvittivät PI3K tien olevan myös vuorovaikutuksessa RAS signalointitiehen. RAS voi sitoutua suoraan eri PI3K entsyymien katalyyttiseen alayksikköön. On mahdollista että PI3K saa isoformispesifisellä tavalla vaikutteita RAS- signalointitiestä päin. RAS lisää PI3K signalointivastettta lisäämällä PI3K affiniteettia reseptoreihin.

Antifosfolipidivasta-aineista

2010-12-10T17:24:00.000-08:00

The Lancet, Volume 376, Issue 9751, Pages 1498 - 1509, 30 October 2010

doi:10.1016/S0140-6736(10)60709-X Cite or Link Using DOI

Published Online: 06 September 2010
Antiphospholipid syndrome

Dr, Prof Guillermo Ruiz-Irastorza MD ,Prof Mark Crowther FRCPC b, Prof Ware Branch MD c, Munther A Khamashta FRCP d
Summary

The antiphospholipid syndrome causes venous, arterial, and small-vessel thrombosis; pregnancy loss; and preterm delivery for patients with severe pre-eclampsia or placental insufficiency. Other clinical manifestations are cardiac valvular disease, renal thrombotic microangiopathy, thrombocytopenia, haemolytic anaemia, and cognitive impairment. Antiphospholipid antibodies promote activation of endothelial cells, monocytes, and platelets; and overproduction of tissue factor and thromboxane A2. Complement activation might have a central pathogenetic role. Of the different antiphospholipid antibodies, lupus anticoagulant is the strongest predictor of features related to antiphospholipid syndrome. Therapy of thrombosis is based on long-term oral anticoagulation and patients with arterial events should be treated aggressively. Primary thromboprophylaxis is recommended in patients with systemic lupus erythematosus and probably in purely obstetric antiphospholipid syndrome. Obstetric care is based on combined medical-obstetric high-risk management and treatment with aspirin and heparin. Hydroxychloroquine is a potential additional treatment for this syndrome. Possible future therapies for non-pregnant patients with antiphospholipid syndrome are statins, rituximab, and new anticoagulant drugs.

Ins(1,3,4)P3 - (5,6)K liittyy COP9 signalosomiin

2010-11-09T14:09:00.000-08:00

Inositol 1,3,4-Trisphosphate 5/6-Kinase Associates with the COP9 Signalosome by Binding to CSN1*
LIITOSKOHTA SIGNALOSOMIN ja INOSITOLIN aineenvaihdunnan kesken . Tässä on aluksi aika iso pätkä tekstiä sitaattina. Luen tätä ajan mittaan tarkemmin ja sitten vähennän sitaatin kokoa ja suomennan sitä.

+ Author Affiliations

From the Department of Internal Medicine, Division of Hematology, Washington University School of Medicine, Saint Louis, Missouri 63110

Next Section

Abstract

The COP9 signalosome (CSN) is a complex of eight proteins first identified as a repressor of plant photomorphogenesis. A protein kinase activity associated with the COP9 signalosome has been reported but not identified;

we present evidence for inositol 1,3,4-trisphosphate 5/6-kinase (5/6-kinase) as a protein kinase associated with the COP9 signalosome.

We have shown that 5/6-kinase exists in a complex with the eight-component COP9 signalosome both when purified from bovine brain and when transfected into HEK 293 cells.

5/6-kinase phosphorylates the same substrates as those of the COP9 signalosome, including IκBα, p53, and c-Jun but fails to phosphorylate several other substrates, including c-Jun 1–79, which are not substrates for the COP9-associated kinase.

Both the COP9 signalosome- associated kinase and 5/6-kinase are inhibited by curcumin.

The association of 5/6-kinase with the COP9 signalosome is through an interaction with CSN1, which immunoprecipitates with 5/6-kinase.

In addition, the inositol kinase activity of 5/6-kinase is inhibited when in a complex with CSN1. We propose that 5/6-kinase is the previously described COP9 signalosome-associated kinase.

The most abundant soluble inositol phosphates found in eukaryotic cells are inositol 1,3,4,5,6-pentakisphosphate (InsP₅)¹ and inositol hexakisphosphate (InsP₆) (1-3).

In the InsP₆ biosynthetic pathway, inositol 1,3,4-trisphosphate 5/6-kinase (5/6-kinase) is a key regulatory enzyme at the branch point for the synthesis of InsP₄ isomers, InsP₅, and InsP₆ (4, 5).2
5/6-kinase utilizes inositol 1,3,4-trisphosphate as a substrate and generates two distinct products, inositol 1,3,4,6-tetrakisphosphate and inositol 1,3,4,5-tetrakisphosphate, in the ratio of 3:1 (,5).

In addition, inositol 3,4,5,6 tetrakisphosphate can be phosphorylated by 5/6-kinase to produce InsP₅ (7).
5/6-kinase, purified from calf brain or expressed recombinantly from Escherichia coli, preferentially generates Ins(1,3,4,6)P₄ (5), which is a precursor for the synthesis of InsP₅ (6). The enzyme is conserved from plants to humans and is found even in Entamoeba histolytica (8, 9).

During the purification of 5/6-kinase from calf brain, a large complex of proteins was noted to co-purify with 5/6-kinase (5); this complex was identified as the COP9 signalosome (CSN) by amino-terminal sequence analysis of the largest subunit (CSN1) and Western blot analysis of the fifth subunit (CSN5) (10).
The COP9 signalosome is composed of eight distinct proteins (CSN1 to CSN8) and was first identified in plants defective for photomorphogenesis (11). The COP9 mutants develop a light-induced phenotype when grown in the dark; the molecular defect appears to result from decreased degradation of HY5, a positive regulator of light signaling (12, 13). The largest subunit of the COP9 signalosome (CSN1), also known as G-protein suppressor 1 (GPS1), was first identified in an extragenic suppressor screen inSaccharomyces cerevisiae for its ability to rescue mutants defective for the Gα subunit (20).
Overexpression of full-length CSN1 inhibits c-Jun N-terminal kinase (JNK1) activity as well as Jun-dependent promoter activation (21). The carboxyl-terminal region of CSN1 has been shown to be responsible for incorporating CSN1 into the CSN complex, whereas the amino-terminal domain has been shown to suppress Fos transcription activation (22).

Two known functions associated with the COP9 signalosome are deneddylation and phosphorylation (14).
Nedd8 is a member of the ubiquitin family that may modulate the ubiquitination machinery (15,16);
deneddylation has been postulated to control ubiquitin E3 ligase functions.
The COP9 signalosome also exhibits a serine/threonine protein kinase activity toward c-Jun, IκBα, p105, and p53 (17-19); however, when expressed alone, none of the eight CSN subunits exhibits protein kinase activity, and the enzyme responsible for this kinase activity has not been identified.
Because no intrinsic kinase activity was found with the complex, the unknown enzyme was referred to as a COP9 signalosome-associated kinase.
We have previously shown that 5/6-kinase purified from bovine brain and expressed recombinantly in Sf21 cells exhibit in vitro protein kinase activity toward c-Jun and ATF-2 (10). Because the COP9 signalosome was found to co-purify with 5/6-kinase, we postulated that 5/6-kinase may be the enzyme responsible for the protein kinase activity associated with the COP9 signalosome (10).

We now report that 5/6-kinase associates with the COP9 signalosome. A purified fraction of bovine COP9 signalosome and 5/6-kinase co-migrate upon gel filtration. Of the eight subunits of the complex, only CSN1 co-immunoprecipitates with Myc-tagged 5/6-kinase. Consistent with the reported activity of the protein kinase associated with the COP9 signalosome, 5/6-kinase phosphorylates IκBα, c-Jun, and p53 but not c-Jun 1–79 or NF-κB p52 subunit.
Curcumin, a potent anti-tumor agent, was shown to inhibit the COP9-associated kinase activityin vitro and in vivo (19). We show that curcumin inhibits both 5/6-kinase protein and inositol kinase activities. In HEK 293 cells overexpressing 5/6-kinase, the level of CSN5/Jab1 increases, suggesting that 5/6-kinase can modulate the levels of at least one component of the COP9 signalosome.
In addition, overexpression of CSN1 inhibited 5/6-kinase activity, suggesting that interaction with the COP9 signalosome can alter this activity.

Previous Section Next Section

MATERIALS AND METHODS

Reagents

All chemicals and reagents were obtained from Sigma unless otherwise specified. Goat polyclonal antibody against human CSN5, mouse monoclonal antibody against human α-tubulin, rabbit polyclonal antibodies against human p53 and IκBα, purified GST·p53, GST·c-Jun 1–79, JNK1, and NFκB p52 were obtained from Santa Cruz Biotechnology. Rabbit polyclonal antibodies against CSN1 to CSN8 were obtained from Affinity Research Products (Devon, United Kingdom). Recombinant His-tagged, full-length c-Jun was obtained from Promega. Curcumin was obtained from Sigma and dissolved at 0.2% in Me₂SO. Restriction enzymes were purchased from New England Biolabs.

DNA Constructs

Myc-tagged human 5/6-kinase containing six repeats of the Myc epitope at the amino terminus was generated as follows. Full-length 5/6-kinase was excised from pBAKPAK6–5/6-kinase (10) with EcoRI and EcoRV and inserted into pCS-MT2 vector (kindly provided by Dr. Greg Longmore) containing the Myc₆ epitope with EcoRI andSmaI. A carboxyl-terminally tagged His₆-5/6-kinase was constructed in pTrcHis2B (Invitrogen) by excising full-length human 5/6-kinase with EcoRI from pIND-5/6kinase (10). A human expressed sequence tag clone containing CSN1, GenBank^TM accession number BG831861 (American Type Culture Collection) was used as a template for amplifying the CSN1 open reading frame. CSN1 was subcloned into pCMV5-HA (kindly provided by Dr. Yasuhiro Mochizuki). Each DNA construct was sequenced using ABI Prism Big Dye Terminator version 3.0 cycle sequencing reagents (PerkinElmer Life Sciences).

Preparation of Enzymes and Protein Kinase Substrates

Recombinant human GST-IκBα (a gift from Dr. Yunfeng Feng) was transformed into E. coli BL21 (Stratagene). After isopropyl-1-thio-β-d-galactopyranoside (1 mm) induction for 4 h, cells were harvested, and recombinant protein was purified using glutathione-agarose (Amersham Biosciences). Amino-terminus-tagged human 5/6-kinase with FLAG and His₆epitopes was expressed in Sf21 cells as reported previously (10). The recombinant protein was purified on a TALON resin column (Clontech) followed by an M2 anti-FLAG monoclonal antibody column (Sigma), according to the manufacturer's instructions. A His₆-tagged 5/6-kinase construct was transformed into BL21CodonPlus(DE3)-RIL cells (Stratagene) and inoculated in 2× YT medium (170 mm NaCl, 10 g of yeast extract, and 16 g/liter tryptone) overnight. Cells were harvested and incubated with 25 mm Tris, pH 7.4, 150 mm NaCl, 1 mmβ-mercaptoethanol, 1 mg lysozyme/ml, and 1 mmphenylmethylsulfonyl fluoride for 30 min at 4 °C. The lysate was sonicated, and the supernatant was purified on a 1-ml TALON resin column.

Kinase Assays

In vitro protein kinase assays using recombinant 5/6-kinase purified from Sf21 cells were performed as described (10). Briefly, 5 ng of enzyme was added to 1 μg of substrate in the presence of 10 μCi [γ-³²P]ATP (ICN Pharmaceuticals) in kinase buffer (20 mm Tris, pH 7.6, 1 mm β-mercaptoethanol, 1 mm MgCl₂, and 10% glycerol). Ten-microliter reactions were incubated at 37 °C for 20 min and terminated by the addition of 4× SDS sample buffer. The protein samples were separated by SDS-PAGE and transferred to polyvinylidene difluoride (Millipore) membranes for autoradiography. Curcumin inhibition of 5/6-kinase protein kinase activity was performed by preincubation of purified enzyme with curcumin (50 μm) for 10 min at 37 °C before the addition of substrates. Inositol 1,3,4-trisphosphate 5/6-kinase assays were performed as described (5). Curcumin was preincubated with purified 5/6-kinase for 10 min at 37 °C before assaying for inositol kinase activity.

Gel Filtration Chromatography

A fraction of the preparation of bovine brain 5/6-kinase (5) containing both the signalosome and 5/6-kinase was used for gel filtration. A 600 × 7.5 mm Bio-Sil SEC-250 high performance liquid chromatography gel filtration column (Bio-Rad) equilibrated with Buffer A (20 mm HEPES, pH 7.6, 50 mm NaCl, 10% (v/v) glycerol, 1 mmdithiothreitol, and 1 mm ATP) was run at 0.5 ml/min, and 0.5-ml fractions were collected. The molecular mass standards thyroglobulin (700 kDa), IgG (150 kDa), myoglobin (50 kDa), and cytochrome c (13.4 kDa) were applied to the Bio-Sil column prior to each sample run. Twenty μg of COP9 signalosome and 1 mg of carrier cytochrome c were applied to the Bio-Sil high performance liquid chromatography column. One-fifth of each fraction was separated by SDS-PAGE, and Western blot analysis was performed using the indicated antibodies. A rabbit polyclonal antibody raised against a peptide consisting of amino acids 124–311 of human 5/6-kinase was used for detecting bovine 5/6-kinase (10). Rabbit polyclonal antibody used to detect His-tagged human 5/6-kinase was generated using a peptide corresponding to the carboxyl-terminal 14 amino acids (401–414) (QHCVASLATKASSQ).

Density Gradient Centrifugation

HEK 293 cells (1.5 × 10⁷) were lysed in Buffer B (20 mm HEPES, pH 7.6, 10% (v/v) glycerol, 140 mm NaCl, 1 mmdithiothreitol, 0.1% Nonidet P-40, 1 μm microcystin, and Complete™ protease inhibitor tablets from Roche Molecular Biochemicals) and subjected to density gradient centrifugation as described (18). Briefly, total cell lysates were separated on 10–40% glycerol gradients, and 2-ml fractions were collected. Eluted proteins were precipitated by trichloroacetic acid, resolved by SDS-PAGE, and subjected to Western blot analysis using antibodies to CSN1 and CSN8.

Transfection and Immunoprecipitation

HeLa or HEK 293 cells (2 × 10⁵ cells) were plated on 60-mm dishes 24 h prior to transfection. LipofectAMINE 2000 (Invitrogen) was used for each transfection according to the manufacturer's instructions. Cells were harvested 48 h after transfection, washed with phosphate-buffered saline, pH 7.4, followed by lysis in Buffer B and brief sonication. For immunoprecipitation, total lysate was first precleared using protein A-agarose, and 300 μg of lysate was incubated for 4 h at 4 °C with 10 μl of anti-Myc antibody-agarose (Santa Cruz Biotechnology) or anti-CSN1 antibody-protein A-agarose (Sigma). Agarose beads were washed four times with Buffer C (10 mm sodium phosphate, pH 7.4, 0.1% Nonidet P-40, and 250 mm NaCl), boiled in SDS sample buffer, and the proteins were separated by SDS-PAGE for Western blot analysis.

Phospho-amino Acid Analysis

HEK 293 cells stably expressing 5/6-kinase were grown to confluence in a 60-mm plate and washed twice with phosphate-free media. Orthophosphate ³²P (1 mCi) in phosphate-free and serum-free media was added to cells for 4 h before harvesting in Buffer B. Anti-5/6-kinase antibody (2 μg) was added to cell lysates and incubated overnight at 4 °C followed by 40 μl of a 50% suspension of Protein A-agarose for 1 h. The immunoprecipitate was washed with 25 mm Tris, pH 7.6, containing 300 mm NaCl and separated by SDS-PAGE, and the labeled protein was detected by autoradiography. The 5/6-kinase was excised from the gel, electroeluted, and prepared for phospho-amino acid analysis as described previously (10).

Previous Section Next Section

RESULTS

Bovine 5/6-Kinase Co-migrates with COP9 Signalosome upon Gel Filtration

We previously demonstrated that two subunits of the COP9 signalosome, CSN1 and CSN5, co-purify with calf-brain 5/6-kinase (10). We now show that all eight subunits of the COP9 signalosome and 5/6-kinase were readily detected in the complex (Fig.1 A). A Coomassie Blue stain of this fraction demonstrated that the COP9 signalosome subunits are the major proteins present (10).

We sought to determine whether the COP9 signalosome subunits existed as an intact complex by using gel filtration to separate any dissociated subunits from the complex. Free His-5/6-kinase eluted in fraction 35 with an apparent molecular mass of 50 kDa. All eight subunits of the COP9 signalosome were observed to elute together in fractions 17–23 when stained with Coomassie Blue (data not shown). Western blot analysis using antibodies against CSN1 and CSN8 showed that the elution position of the COP9 signalosome corresponds to an apparent molecular mass of 600 kDa (Fig. 1 B), similar to the plant COP9 signalosome (18). Free subunits of the COP9 signalosome were not detected in the gel filtration experiment. 5/6-kinase was also detected in fraction 19 (Fig. 1 B). Therefore, purified bovine COP9 signalosome and 5/6-kinase co-migrated on a gel filtration.

5/6-Kinase Interacts with Endogenous CSN1

We sought to determine which subunit(s) of the COP9 signalosome interacts with 5/6-kinase by using HEK 293 cells transiently transfected with Myc-tagged human 5/6-kinase. Endogenous CSN1 was detected bound to the myc-5/6-kinase agarose as shown (Fig.2 A), whereas protein A-agarose alone did not bind CSN1. Furthermore, neither CSN8 nor CSN5 was detected bound to Myc-5/6-kinase, indicating that 5/6-kinase preferentially interacted with CSN1.

View larger version:

Download as PowerPoint Slide

Figure 2

5/6-Kinase interacts with CSN1. A, HEK 293 cells were transfected with a plasmid containing Myc-5/6-kinase, and cell lysates were immunoprecipitated using anti-Myc antibody-agarose (Myc-IP) or protein A-agarose (Prot.A). Western blot analysis was performed using antibodies against CSN1, CSN5, CSN8, or 5/6-kinase as indicated to theleft of the panels. B, HeLa cells were transfected with a plasmid containing Myc-5/6-kinase, and cell lysates were immunoprecipitated using protein A-agarose, anti-Myc antibody-agarose, or anti-CSN1 antibodies. Myc-5/6-kinase was visualized using anti-c-Myc antibody for Western blot analysis.C, HA-CSN1 and Myc-5/6-kinase plasmids were co-transfected into HeLa cells, and anti-HA antibody-agarose was used for immunoprecipitation. Western blot analysis was performed using antibodies to CSN1, 5/6-kinase, or CSN8 (shown on the left side of the panel). D, HEK 293 cell lysates were separated by glycerol gradient, and fractions 7–19 were subjected to Western blot analysis using antibodies against CSN1 and CSN8 (shown on the left of the panel). Results shown are representative of three independent experiments.

The interaction between 5/6-kinase and CSN1 was confirmed using an anti-CSN1 antibody for the immunoprecipitation in HeLa cells. Anti-CSN1 antibody was added to the lysates of HeLa cells, transiently transfected with a plasmid containing 5/6-kinase, and followed by the addition of protein A-agarose beads. Myc-tagged-5/6-kinase was detected bound to CSN1 as shown in Fig. 2 B; 10% of the Myc-immunoprecipitate and 50% of the CSN1-immunoprecipitate were loaded on the gel. All eight subunits of the COP9 signalosome were bound to anti-CSN1 antibody-agarose as determined by SDS-PAGE followed by Coomassie Blue staining (data not shown). Protein A agarose alone did not bind any Myc-tagged 5/6-kinase (Fig. 2 B). In addition, anti-Myc-agarose also failed to bind any 5/6-kinase in untransfected HeLa cells (data not shown). These results show that, in HeLa cells, Myc-tagged human 5/6-kinase can interact with endogenous CSN1 within the COP9 signalosome.

Because endogenous CSN1 can co-immunoprecipitate 5/6-kinase, we attempted to confirm the interaction between CSN1 and 5/6-kinase by co-transfection of HeLa cells with plasmids containing HA-tagged CSN1 and Myc-tagged 5/6-kinase. Immunoprecipitation using HeLa cell lysates indicates that anti-HA monoclonal antibody-agarose pulled down CSN1 (Fig. 2 C). Western blot analysis using anti-CSN8 antibody demonstrated that another COP9 signalosome subunit was also isolated using the anti-HA antibody-agarose. Because CSN8 is found predominantly with the signalosome, the isolation of CSN8 indicates that the entire COP9 signalosome was isolated with HA-tagged CSN1. Anti-Myc antibody detected 5/6-kinase in the immune complex, indicating that 5/6-kinase interacts with CSN1. A discrepancy was noted in that, whereas CSN1 was able to pull down 5/6-kinase and the entire complex, 5/6-kinase apparently only pulled down CSN1 but not CSN5 and CSN8. To address this question, a glycerol gradient was performed on HEK 293 cell lysates. CSN1 was also detected in the complex (Fig. 2 D) as well as free subunits, but CSN8 was found predominantly in the complex. Although in plants CSN1 has been reported to exist only in the complex, CSN1 expressed in NIH 3T3 has been shown to exist in the complex as well as free subunits (22). Therefore, it is possible for 5/6-kinase to interact with free CSN1 as well as with that in the complex.

The 5/6-Kinase Protein Kinase Profile Is Similar to That of the COP9 Complex-associated Kinase

IκBα, c-Jun, and p53 have been identified as substrates for the COP9 signalosome-associated kinase (18, 19). FLAG-His-5/6-kinase (FH-5/6-kinase) expressed in Sf21 cells was purified to homogeneity as described previously (10). In anin vitro protein kinase assay, purified FH-5/6-kinase was autophosphorylated in the presence of γ-³²P-labeled ATP. In addition, FH-5/6-kinase also phosphorylated full-length His-tagged c-Jun, GST-tagged IκBα, and GST-tagged p53 (Fig.3 A), which is consistent with the substrate profile reported for the COP9 signalosome-associated kinase (18). IκBα was the best in vitro substrate for baculovirus-derived FH-5/6-kinase, followed by p53, c-Jun, and ATF2 (data not shown). GST·c-Jun 1–79, a c-Jun amino-terminal fragment that is phosphorylated by JNK but not by the COP9 associated kinase (18), was not a substrate for 5/6-kinase. In addition, neither JNK1 (Fig. 3 A) nor NF-κB p52 subunit (data not shown) was phosphorylated by 5/6-kinase.

View larger version:

Download as PowerPoint Slide

Figure 3

In vitro protein kinase activity of 5/6-kinase. A, in vitro protein kinase assays with IκBα, c-Jun, c-Jun 1–79, p53, and JNK1 in the absence or presence of purified 5/6-kinase. B, in vitroprotein kinase assays with IκBα, c-Jun, c-Jun 1–79, and p53 in the presence of Myc-5/6-kinase immunoprecipitates from HEK 293 cells expressing Myc-5/6-kinase. Samples were resolved by SDS-PAGE and exposed for autoradiography. Phosphorylated proteins are indicated on the left of the panel. Representative of four independent experiments. Nonspecific bands are denoted by anasterisk (*).

To demonstrate that 5/6-kinase expressed in mammalian cells behaves similarly to the Sf21 cell-expressed protein, we transiently transfected human 5/6-kinase in HEK 293 cells and assayed for kinase activity toward various substrates. Lysates from transfected HEK 293 cells were immunoprecipitated using anti-Myc antibody-agarose and subjected to inositol kinase (data not shown) and protein kinase assays. The protein kinase activity of immunoprecipitated 5/6-kinase was assayed toward a panel of substrates (Fig. 3 B). GST·IκBα is the best substrate, followed by GST·p53 and His·c-Jun. Thus, Myc-tagged 5/6-kinase expressed in HEK 293 cells shows similar substrate specificity to that observed for 5/6-kinase derived from Sf21 cells. 5/6-kinase purified from Sf21 cells was prominently autophosphorylated (Fig. 3 A), whereas that immunoprecipitated from HEK 293 cells was autophosphorylated to a much lesser extent (Fig. 3 B). To address this discrepancy, HEK 293 cells stably expressing 5/6-kinase were labeled with [³²P]phosphate for 4 h, cells were harvested, and 5/6-kinase was immunoprecipitated as described under “Materials and Methods” and subjected to SDS-PAGE followed by autoradiography (Fig. 4 A). Phospho-amino acid analysis was performed (Fig. 4 B) showing that 5/6-kinase expressed in HEK 293 cells is indeed phosphorylated on serine and tyrosine residues. It is therefore likely that the 5/6-kinase immunoprecipitated from HEK 293 cells existed in a more phosphorylated state than baculovirus-derived 5/6-kinase.

View larger version:

Download as PowerPoint Slide

Figure 4

Phospho-amino acid analysis of 5/6-kinase immunoprecipitated from HEK 293 cells. A, in vivo [³²P]phosphate labeling and immunoprecipitation of 5/6-kinase. 5/6-kinase was immunoprecipitated from [³²P]-phosphate-labeled HEK 293 cells overexpressing 5/6-kinase by using affinity-purified antibody against 5/6-kinase (5 or 10 μl). Bound 5/6-kinase was resolved by SDS-PAGE and exposed for autoradiography. B, immunoprecipitated 5/6-kinase labeled with ³²P was analyzed, and the phospho-amino acids were separated by thin layer chromatography and visualized by autoradiography. p-Ser,p-Thr, and p-Tyr show the position of phosphoserine, phosphothreonine, and phosphotyrosine, respectively.

Curcumin Can Inhibit Both 5/6-Kinase Inositol and Protein Kinase Activity

Curcumin has been reported to inhibit the COP9 signalosome protein kinase activity (19). To test whether curcumin inhibits 5/6-kinase, the protein kinase assays were repeated on c-Jun, p53, and IκBα in the presence of 50 μm curcumin. 5/6-kinase treated with curcumin exhibited 75% inhibition of activity toward all substrates and also showed a reduction in autophosphorylation (Fig. 5 Acompared with Fig. 3 A). Nonspecific bands on the autoradiograph such as the ones present in the lane containing c-Jun 1–79 were not affected by the presence of curcumin. As shown in Fig.5 B, curcumin inhibited 5/6-kinase protein kinase activity in a dose-dependent manner (Fig. 5 C is a graph of the relative intensity of IκBα in Fig. 5 B). The addition of 50 μm curcumin to 5/6-kinase inhibited inositol kinase activity by 25% (not shown).

View larger version:

Download as PowerPoint Slide

Figure 5

Curcumin inhibition of 5/6-kinase protein kinase activity. A, autoradiography of in vitro protein kinase assay using purified 5/6-kinase in the presence of curcumin. Phosphorylated substrates are indicated on theleft side of the panel. B, autoradiography of in vitro 5/6-kinase protein kinase assays with increasing concentrations of IκBα in the presence of Me₂SO (DMSO) control, 50 μmcurcumin, or 100 μm curcumin. C, the relative intensity of each band from panel B, as measured by densitometry, is plotted against the concentration of IκBα. Nonspecific bands are denoted by an asterisk (*). Results shown are representative of three independent experiments.

Overexpression of 5/6-Kinase Increases CSN5 Expression

Overexpression of CSN2 increases de novoCOP9 signalosome complex formation (17); therefore, we tested whether 5/6-kinase overexpression would affect the levels of any of the proteins in the complex. Stable HEK 293 cell lines expressing 5/6-kinase or vector were generated (10), and the levels of endogenous COP9 signalosome subunits were measured by Western blotting. Of the eight subunits tested, only the level of CSN5 was shown to have increased 1.48 + 0.1-fold (average of seven experiments) in cells that overexpress 5/6-kinase (Fig. 6). An increase in the levels of CSN5 was observed in stable cell lines overexpressing 5/6-kinase in the absence of induction with tetracycline. In these cells there is a leak of 5/6-kinase expression corresponding to levels 3-fold over that of endogenous enzyme as measured by inositol kinase activity (data not shown). These results indicate that 5/6-kinase does not affect the levels of COP9 signalosome in cells but does affect the levels of CSN5.

View larger version:

Download as PowerPoint Slide

Figure 6

Overexpression of 5/6-kinase increases the levels of CSN5. Stable HEK 293 cell lines expressing 5/6-kinase or vector control were induced with tetracycline for the indicated number of hours (shown above). Total cell lysates (30 μg) were used for Western blot analysis using an anti-CSN5 antibody. The -fold increase of CSN5, as measured by densitometry, is indicated below the 5/6-kinase panel.

Overexpression of CSN1 Inhibits 5/6-Kinase Activity

We sought to determine the effect of CSN1 binding to 5/6-kinase by co-expression of HA-CSN1 and Myc-5/6-kinase in HeLa cells. 5/6-kinase activity was measured from cells transfected with plasmids containing either vector Myc-5/6-kinase, HA-CSN1, or both. As shown in Fig. 7 A, the first-order rate constant3for 5/6-kinase activity (k ⁻¹) is ∼1200 min⁻¹ mg⁻¹. In the presence of CSN1, the rate constant drops to ∼300 min⁻¹ mg⁻¹. The transfection of plasmids containing vector (k ⁻¹= 8 min⁻¹ mg⁻¹) or HA-CSN1 (k ⁻¹ = 9 min⁻¹ mg⁻¹) alone had negligible effect on 5/6-kinase. The level of expression of Myc-tagged 5/6-kinase and HA-tagged CSN1 in co-transfected cells is equivalent to the cells expressing only 5/6-kinase or CSN1 as shown in Fig. 7 B.

View larger version:

Download as PowerPoint Slide

Figure 7

Overexpression of CSN1 inhibits 5/6-kinase activity. A, 5/6-kinase activity was measured from lysates of HeLa cells transiently transfected with vector HA-CSN1, Myc-5/6-kinase, or both. Each sample represents three separate transfixions. B, each of the four samples was analyzed by Western blotting using antibodies against 5/6-kinase, CSN1, and α-tubulin.

Previous Section Next Section

DISCUSSION

The COP9 signalosome complex consists of eight proteins that are highly conserved from plants to mammals (11). We previously demonstrated that this signalosome co-purifies with 5/6-kinase, a key enzyme in the synthesis of the higher phosphorylated forms of inositol (2). In this report, we confirm that 5/6-kinase associates with the COP9 signalosome using several criteria. 5/6-kinase co-elutes with the COP9 signalosome upon gel filtration, whereas in the absence of the complex it behaves as a monomer. In addition, of the eight subunits present in the complex, only CSN1 coimmunoprecipitates with 5/6-kinase.

The COP9 signalosome has been shown to associate with the 26 S ubiquitin proteasome and may regulate protein stability (25). The structural organization of the COP9 signalosome, as revealed by electron microscopy, resembles the lid of the 19 S regulatory particle of the 26 S proteasome (26, 27). The COP9 signalosome has been shown to interact with ubiquitin E3-ligase and exhibit deneddylase activity (28,30). A reported function of the COP9 signalosome is an associated protein kinase activity, which has not been identified. Purified COP9 signalosome was reported to exhibit protein kinase activity toward c-Jun, IκBα, p105 (NF-κB precursor), and p53 (17-19). However, none of the eight subunits exhibited protein kinase activity when expressed alone; therefore, the kinase activity has been attributed to a COP9-associated protein kinase (18).

We reported previously that 5/6-kinase can phosphorylate c-Jun and ATF-2 (10). We show here that 5/6-kinase can also phosphorylate IκBα and p53, both known substrates for the COP9 signalosome-associated kinase.

In addition, 5/6-kinase did not phosphorylate the p52 subunit of NF-κB or an amino-terminal peptide of c-Jun, proteins that are not substrates for the COP9 associated kinase (17, 18). c-Jun phosphorylation by the COP9 signalosome appeared to be independent of the JNK pathway, and the phosphorylation sites on c-Jun were mapped to the amino-terminal residues serine 63 and serine 73 (17, 18). Because c-Jun lacking its carboxyl-terminal (c-Jun 1–79) was not phosphorylated by the purified COP9 signalosome, Seegeret al. (18) proposed that the putative kinase only recognizes c-Jun dimers, which require the carboxyl-terminal region for dimerization. 5/6-kinase also exhibited the same specificity, being active only toward full-length c-Jun but not toward c-Jun 1–79. These results implicate 5/6-kinase as a candidate for the protein kinase activity reported to be associated with the COP9 signalosome.

The protein kinase activity of the COP9 signalosome has been reported to be inhibited by curcumin (19). Studies using curcumin to inhibit the kinase activity reveal differential regulation of substrate stability. In the presence of curcumin, p53 levels were enhanced, whereas those of c-Jun were suppressed (17, 31), suggesting that phosphorylation by the COP9-associated kinase may affect the stability of these transcription factors. These studies, using curcumin as an inhibitor of the COP9 signalosome-associated kinase, led to the hypothesis that the phosphorylation activity of the associated kinase may also modulate the association between the COP9 complex and the ubiquitin machinery (25). We show here that both the inositol and protein kinase activities of 5/6-kinase are inhibited by curcumin, consistent with the reported inhibition of the COP9 signalosome-associated kinase.

Overexpression of the subunits of the COP9 signalosome has been reported to alter the composition of the signalosome. Transient transfection of CSN2 increases the level of the complex, whereas CSN5 overexpression does not change the level of signalosome subunits (17). We show that 5/6-kinase expression in HEK 293 cells increases the levels of CSN5, which has been reported to enhance AP-1 activation and mediate the nuclear export and degradation of the cyclin-dependent kinase inhibitor p27 (p27^Kip1) (6).

Because CSN5 is known to exist in a complex-bound and a complex-free form (23), the increase in CSN5 is likely restricted to the complex-free CSN5. 5/6-kinase induction of CSN5 offers a possible regulatory mechanism for CSN5 activity.

In addition to the protein kinase activity of 5/6-kinase, we have shown that 5/6-kinase can interact with the COP9 signalosome. Bovine brain 5/6-kinase was found to be present in the purified COP9 signalosome, and immunoprecipitation studies showed that CSN1 can interact with 5/6-kinase (Figs. 1 and 2). Because the carboxyl-terminal domain of CSN1 has been shown to be sufficient for incorporating CSN1 into the COP9 signalosome (32), it is likely that 5/6-kinase interacts with the amino-terminal domain of CSN1, which has been shown to inhibit c-Fos expression and suppress activation of an AP-1 promoter (22). The association of 5/6-kinase with CSN1 inhibits 5/6-kinase inositol kinase activity.

Co-expression of 5/6-kinase and CSN1 resulted in a significant inhibition of 5/6-kinase activity, suggesting that a large portion of 5/6-kinase is associated with CSN1.

These results also provide evidence for a link between inositol phosphate metabolism and the COP9 signalosome.

The COP9 signalosome has been proposed to act as a scaffold complex for bringing different molecules together (25, 29).

Using yeast two-hybrid screens and electron microscopy, CSN1 is thought to position next to CSN5 (24). Because 5/6-kinase associates with CSN1, and CSN5 recruits p53, it is conceivable that one subunit of the complex brings different substrates to 5/6-kinase for phosphorylation. In addition, CSN1 can inhibit 5/6-kinase activity, suggesting that the interaction may alter 5/6-kinase enzyme activity under some conditions.

Previous Section Next Section

ACKNOWLEDGEMENTS

We thank Dr. Shao-chun Chang, Dr. Marina Kisseleva, John Verbsky, and Heidi Rayala for helpful and critical reading of the manuscript.

Previous Section Next Section

Footnotes

↵* This research was supported by National Institutes of Health Grants RO1-HL55672 and RO1-HL16634 and Training Grant H107088.The costs of publication of this article were defrayed in part by the payment of page charges. The article must therefore be hereby marked “advertisement” in accordance with 18 U.S.C. Section 1734 solely to indicate this fact.
↵‡ To whom correspondence should be addressed: Dept. of Internal Medicine, 660 S. Euclid Ave., Campus Box 8125, St. Louis, MO 63110. Tel.: 314-362-8801; Fax: 314-362-8826; E-mail: phil@im.wustl.edu.
Published, JBC Papers in Press, September 24, 2002, DOI 10.1074/jbc.M208709200
↵2 Chang, S. C., Miller, A. L., Feng, Y., Wente, S. R., and Majerus, P. W. (September 9, 2002) J. Biol. Chem. DOI 10.1074/jbc.M206134200.
↵3 S/S_o = e^−kt, where k ⁻¹ is the first order rate constant.
Abbreviations:
InsP₅

1,3,4,5,6-pentakisphosphate
InsP₆

inositol hexakisphosphate
5/6-kinase

inositol 1,3,4-trisphosphate 5/6-kinase
CSN

COP9 signalosome
JNK

c-Jun amino-terminal kinase
GST

glutathione S-transferase
FH-5/6-kinase

FLAG-His-5/6-kinase
- Received August 26, 2002.
- Revision received September 23, 2002.
The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.

Previous Section

REFERENCES

↵
1. York J. D.,
2. Guo S.,
3. Odom A. R.,
4. Spiegelberg B. D.,
5. Stolz L. E.
(2001) Adv. Enzyme Regul. 41:57–71.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Shears S. B.
(2001) Cell. Signal. 13:151–158.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Irvine R. F.,
2. Schell M. J.
(2001) Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2:327–338.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Verbsky J. W.,
2. Wilson M. P.,
3. Kisseleva M. V.,
4. Majerus P. W.,
5. Wente S. R.
(2002) J. Biol. Chem. 277:31857–31862.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Wilson M. P.,
2. Majerus P. W.
(1996) J. Biol. Chem. 271:11904–11910.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Tomoda K.,
2. Kubota Y.,
3. Arata Y.,
4. Mori S.,
5. Maeda M.,
6. Tanaka T.,
7. Yoshida M.,
8. Yoneda-Kato N.,
9. Kato J. Y.
(2002) J. Biol. Chem. 277:2302–2310.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Yang X.,
2. Shears S. B.
(2000) Biochem. J. 351:551–555.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Field J.,
2. Wilson M. P.,
3. Mai Z.,
4. Majerus P. W.,
5. Samuelson J.
(2000) Mol. Biochem. Parasitol. 108:119–123.
CrossRef Medline
↵
1. Wilson M. P.,
2. Majerus P. W.
(1997) Biochem. Biophys. Res. Commun. 232:678–681.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Wilson M. P.,
2. Sun Y.,
3. Cao L.,
4. Majerus P. W.
(2001) J. Biol. Chem. 276:40998–41004.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Wei N.,
2. Deng X. W.
(1998) Photochem. Photobiol. 68:237–241.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Wei N.,
2. Deng X. W.
(1992) Plant Cell 4:1507–1518.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Wei N.,
2. Chamovitz D. A.,
3. Deng X. W.
(1994) Cell 78:117–124.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Lyapina S.,
2. Cope G.,
3. Shevchenko A.,
4. Serino G.,
5. Tsuge T.,
6. Zhou C.,
7. Wolf D. A.,
8. Wei N.,
9. Shevchenko A.,
10. Deshaies R. J.
(2001) Science 292:1382–1385.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Yeh E. T.,
2. Gong L.,
3. Kamitani T.
(2000) Gene 248:1–14.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Ohh M.,
2. Kim W. Y.,
3. Moslehi J. J.,
4. Chen Y.,
5. Chau V.,
6. Read M. A.,
7. Kaelin W. G., Jr.
(2002) EMBO Rep. 3:177–182.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Naumann M.,
2. Bech-Otschir D.,
3. Huang X.,
4. Ferrell K.,
5. Dubiel W.
(1999) J. Biol. Chem. 274:35297–35300.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Seeger M.,
2. Kraft R.,
3. Ferrell K.,
4. Bech-Otschir D.,
5. Dumdey R.,
6. Schade R.,
7. Gordon C.,
8. Naumann M.,
9. Dubiel W.
(1998) FASEB J. 12:469–478.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Bech-Otschir D.,
2. Kraft R.,
3. Huang X.,
4. Henklein P.,
5. Kapelari B.,
6. Pollmann C.,
7. Dubiel W.
(2001) EMBO J. 20:1630–1639.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Spain B. H.,
2. Bowdish K. S.,
3. Pacal A. R.,
4. Staub S. F.,
5. Koo D.,
6. Chang C. Y.,
7. Xie W.,
8. Colicelli J.
(1996) Mol. Cell. Biol. 16:6698–6706.
Abstract
↵
1. Schwechheimer C.,
2. Deng X. W.
(2001) Trends Cell Biol. 11:420–426.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Tsuge T.,
2. Matsui M.,
3. Wei N.
(2001) J. Mol. Biol. 305:1–9.
CrossRef Medline
↵
1. Chamovitz D. A.,
2. Segal D.
(2001) EMBO Rep. 2:96–101.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Fu H.,
2. Reis N.,
3. Lee Y.,
4. Glickman M. H.,
5. Vierstra R. D.
(2001) EMBO J. 20:7096–7107.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Bech-Otschir D.,
2. Seeger M.,
3. Dubiel W.
(2002) J. Cell Sci. 115:467–473.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Kapelari B.,
2. Bech-Otschir D.,
3. Hegerl R.,
4. Schade R.,
5. Dumdey R.,
6. Dubiel W.
(2000) J. Mol. Biol. 300:1169–1178.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Henke W.,
2. Ferrell K.,
3. Bech-Otschir D.,
4. Seeger M.,
5. Schade R.,
6. Jungblut P.,
7. Naumann M.,
8. Dubiel W.
(1999) Mol. Biol. Rep. 26:29–34.
CrossRef Medline
↵
1. Schwechheimer C.,
2. Serino G.,
3. Callis J.,
4. Crosby W. L.,
5. Lyapina S.,
6. Deshaies R. J.,
7. Gray W. M.,
8. Estelle M.,
9. Deng X. W.
(2001) Science 292:1379–1382.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Chamovitz D. A.,
2. Glickman M.
(2002) Curr. Biol. 12:R232.
CrossRef Medline
↵
1. Kawakami T.,
2. Chiba T.,
3. Suzuki T.,
4. Iwai K.,
5. Yamanaka K.,
6. Minato N.,
7. Suzuki H.,
8. Shimbara N.,
9. Hidaka Y.,
10. Osaka F.,
11. Omata M.,
12. Tanaka K.
(2001) EMBO J. 20:4003–4012.
CrossRef Medline Web of Science
↵
1. Pollmann C.,
2. Huang X.,
3. Mall J.,
4. Bech-Otschir D.,
5. Naumann M.,
6. Dubiel W.
(2001) Cancer Res. 61:8416–8421.
Abstract/FREE Full Text
↵
1. Wang X.,
2. Kang D.,
3. Feng S.,
4. Serino G.,
5. Schwechheimer C.,
6. Wei N.
(2002) Mol. Biol. Cell 13:646–655.
Abstract/FREE Full Text

Articles citing this article

Polyethylene Glycosylated Curcumin Conjugate Inhibits Pancreatic Cancer Cell Growth through Inactivation of Jab1 Mol. Pharmacol. 2009 76: 81-90.
Shuttling Imbalance of MLF1 Results in p53 Instability and Increases Susceptibility to Oncogenic Transformation Mol. Cell. Biol. 2008 28: 422-434.
GLH-1, the C. elegans P granule protein, is controlled by the JNK KGB-1 and by the COP9 subunit CSN-5 Development 2007 134: 3383-3392.
The Subunit CSN6 of the COP9 Signalosome Is Cleaved during Apoptosis J. Biol. Chem. 2007 282: 12557-12565.
Targeted Ablation of the Chromogranin A (Chga) Gene: Normal Neuroendocrine Dense-Core Secretory Granules and Increased Expression of Other Granins Mol. Endocrinol. 2006 20: 1935-1947.
Apical localization of ITPK1 enhances its ability to be a modifier gene product in a murine tracheal cell model of cystic fibrosis J. Cell Sci. 2006 119: 1320-1328.
CSN5/Jab1 Is Involved in Ligand-Dependent Degradation of Estrogen Receptor {alpha} by the Proteasome Mol. Cell. Biol. 2005 25: 4349-4358.
Intracellular IL-1 Receptor Antagonist Type 1 Inhibits IL-1-Induced Cytokine Production in Keratinocytes through Binding to the Third Component of the COP9 Signalosome J. Immunol. 2005 174: 3608-3616.
Gene expression profiling identifies activating transcription factor 3 as a novel contributor to the proapoptotic effect of curcumin Molecular Cancer Therapeutics 2005 4: 233-241.
A Role for Rat Inositol Polyphosphate Kinases rIPK2 and rIPK1 in Inositol Pentakisphosphate and Inositol Hexakisphosphate Production in Rat-1 Cells J. Biol. Chem. 2005 280: 1156-1164.
Multiple Functions of Jab1 Are Required for Early Embryonic Development and Growth Potential in Mice J. Biol. Chem. 2004 279: 43013-43018.
Inositol 1,3,4-Trisphosphate 5/6-Kinase Inhibits Tumor Necrosis Factor-induced Apoptosis J. Biol. Chem. 2003 278: 43645-43653.
Disruption of the COP9 Signalosome Csn2 Subunit in Mice Causes Deficient Cell Proliferation, Accumulation of p53 and Cyclin E, and Early Embryonic Death Mol. Cell. Biol. 2003 23: 6790-6797.

Endokannabinoidijärjestelmä

2010-10-28T10:00:00.000-07:00

http://www.jbc.org/content/277/48/46645.full

Tässä tutkimuksessa on selvitetty miksi cannabis haittaa aivojen kognitiivista funktiota.

The Endocannabinoid Anandamide Inhibits Neuronal Progenitor Cell Differentiation through Attenuation of the Rap1/B-Raf/ERK Pathway*

+ Author Affiliations

From the ^‡Department of Biochemistry and Molecular Biology I, School of Biology, Complutense University, 28040 Madrid, Spain and ^§Molecular Biology Center “Severo Ochoa,” Autónoma University, 28049 Madrid, Spain

Abstract

Endocannabinoids are neuromodulators that act as retrograde synaptic messengers inhibiting the release of different neurotransmitters in cerebral areas such as hippocampus, cortex, and striatum.

Endokannabinoidit, joita muodostuu ihmiskehossa, toimivat neuromodulaattoreina vaikuttaen retrogradista sanomaa, joka estää eri neuronvälittäjäaineiten vapautumista aivoalueilla kuten hippokampissa, aivokuoressa ja striatumissa.

However, little is known about other roles of the endocannabinoid system in brain.

Kuitenkin tiedetään hyvin vähän aivojen alueen endokannabinoidisysteemin muista tehtävistä.

In the present work we provide substantial evidence that the endocannabinoid anandamide (AEA) regulates neuronal differentiation both in culture and in vivo.

Tässä työssä osoitetaan, että endokannabinoidi ANANDAMIDI (AEA) säätelee neuronaalista erilaistumista sekä soluviljelmissä että kehosssa.

Thus AEA, through the CB₁ receptor, inhibited cortical neuron progenitor differentiation to mature neuronal phenotype.

Nimittäin AEA esti CB1 reseptorin kautta kortikaalisen neuronin progeniittorisolun erilaistumisen kypsäksi neuronaaliseksi fenotyypiksi.

In addition, human neural stem cell differentiation and nerve growth factor-induced PC12 cell differentiation were also inhibited by cannabinoid challenge.

Tämän lisäksi kannabinoidialtistuksista estyivät myös ihmisen neuronaalisen kantasolun erilaistuminen ja hermonkasvutekijän indusoima PC12 solun erilaistuminen.

AEA decreased PC12 neuronal-like generation via CB₁-mediated inhibition of sustained extracellular signal-regulated kinase (ERK) activation, which is responsible for nerve growth factor action.

AEA vähensi PC12:n neuronin kaltaista kestävää ERK aktivaatiota CB1 -välitteisellä inhibitiolla

AEA thus inhibited TrkA-induced Rap1/B-Raf/ERK activation.

AEA esti täten TrkA- indusoiman Rap1/B-Raf/ERK- aktivaation.

Finally, immunohistochemical analyses by confocal microscopy revealed that adult neurogenesis in dentate gyrus was significantly decreased by the AEA analogue methanandamide and increased by the CB₁ antagonist SR141716.

Lopuksi immunohistokemiallisissa analyyseissä selvisi, että kypsä neurogeneesi gyrus dentatusalueessa oli merkitsevästi vähentynyt AEA-analogista methanandamide ja vastaavasti lisääntynyt CB1 antagonistista.

These data indicate that endocannabinoids inhibit neuronal progenitor cell differentiation through attenuation of the ERK pathway and suggest that they constitute a new physiological system involved in the regulation of neurogenesis.

Nämä tiedot osoittavat, että endokannabinoidit estävät neuronien progeniittorisolun erilaistumista heikentämällä ERK-tien vaikutusta ja tämä viittaa siihen että ne käsittävät uuden fysiologisen järjestelmän, joka on osallisena neurogeneesin säätelyssä.

During the last decade the endocannabinoid system has been characterized by identification of its endogenous ligands anandamide (AEA)¹ and 2-arachidonoylglycerol (2AG) (1, 2), cloning of their specific seven transmembrane receptors CB₁ and CB₂ (3, 4), and description of their mechanisms of synthesis, uptake, and degradation (5, 6).

Viime vuosikymmenenä on kuvattu endokannabinoidisysteemi ja on identifioitu sen endogeeniset ligandit ANANDAMIDI( AEA) ja 2- arakidonyyliglyseroli (2AG) ja niiden spesifiset seitsemän transmembraania reseptoria CB1 ja CB2. On myös kuvattu niiden synteesimekanismi, soluun otto ja hajoaminen.

The CB₁ receptor mediates most cannabinoid responses in brain, where it is highly expressed in the hippocampus, cortex, cerebellum, and basal ganglia (5, 6).

CB1 reseptorit välittävät suurimman osan kannabinoidivasteista aivoissa. Niitä esiintyy runsaasti hippokampissa, aivokuoressa, pikkuaivossa ja basaalitumakkeissa.

Endocannabinoids inhibit the release of neurotransmitters such as GABA, glutamate, and dopamine acting as retrograde synaptic messengers (7, 8).

Endokannabinoidit estävät hermonvälittäjäaineitten ( GABA, glutamaatti ja dopamiini) vapautumista toimimalla retrogradisena synapotisena välittäjänä.

In the hippocampus CB₁ is expressed in GABAergic interneurons, and its activation results in the inhibition of GABA_A synaptic transmission (7-9).

Hippokampin alueella CB1 reseptoria esiintyy GABA-ergisissä välineuroneissa ja sen aktivaatio johtaa GABA A synaptisen transmission estymiseen.

In addition, electrical stimulation of Schaffer collaterals in hippocampal slices stimulates 2AG synthesis that in turn activates the CB₁ receptor, resulting in inhibition of long-term potentiation (5).

Lisäksi Schaefferkollateraalien elektrinen stimulaatio hippokampileikkeissä vaikuttaa 2AG-syntesiä, mistä puolestaan aktivoituu CB1-reseptorit ja siitä taas aiheutuu LTP( long term potentiation) estyminen, pitkäaikaispotentiaation esto.

Thus interference with required hippocampal cell firing might explain cannabinoid actions on learning and short-term memory (10).

Tämä interferenssi hippokampuksen impulssitoiminnan frekvenssiin saattaisi selvittää, miksi kannabinoidien vaikutus tuntuu oppimiseen ja lähimuistiin.

Cannabinoids are also able to control movement by interacting with the dopaminergic system in the striatum (11) and pain perception by interfering with analgesic circuits (5, 7).

Kannabinoidit pystyvät myös kontrolloimaan liikkumista vuorovaikuttamalla dopaminergiseen järjestelmään aivojen striatum- alueella sekä kivun havaitsemiseen vuorovaikuttamalla analgeettisiin neuronipiireihin.

The signal transduction mechanisms responsible for cannabinoid responses include G_i-mediated inhibition of adenylyl cyclase and modulation of ion channels, including inhibition of voltage-dependent Ca²⁺ channels (N, P/Q type) and activation of inwardly rectifying K⁺ channels (6).

Se signaalinjohtumismekanismi, joka vastaa kannabinoidivasteista käsittää Gi-välitteisen AC. inhibition ja jonikanavien modulaation ja niihin kuuluu VDCC (N,P/Q tyypin) estyminen ja irK+ kanavan aktivoituminen.

In addition, cannabinoids activate different signaling pathways involved in the regulation of cell fate such as the MAP kinase family (ERK, JNK and p38), protein kinase B, and the sphingolipid pathway (6, 12, 13).

Sen lisäksi kannabinoidit aktivoivat erilaisia teitä, jotka ovat osallisia solukohtalon säätelyyn kuten MAP-kinaasiperheen (ERK, JNK ja p38), proteiinikinaasi B:n ja sfingolipiditien.

In fact, cannabinoids may act as modulators of cell fate in both neural and extraneural locations (12, 13), and of special relevance endocannabinoids exert a neuroprotective role in a variety of brain injury models (14, 15).

Itseasiassa kannabinoidit voivat toimia solukohtalon modulaattoreina sekä neuraalissa että extraneuraalissa sijaintikohdassa. Erityistä relevanssia on endokannabinoideilla neuroprotektiivisuudessa erilaisissa aivovauriomalleissa.

This background prompted us to investigate if the endogenous cannabinoid system could be involved in the control of neurogenesis.

Tältä pohjalta tutkijat lähtivät selvittelemään, voisiko endogeenisten kannabinoidien järjestelmä olla osallisena neurogeneesin kontrollissa.

Results presented herein show that the endocannabinoid AEA inhibits cortical neuron progenitor differentiation to mature neurons.

Tulokset joita tässä esitetään, osoittavat, että endokannabinoidi AEA estää kortikaalisen neuronin progeniittorisolun erilaistumista kypsäksi neuroniksi.

Moreover, human neural stem cell differentiation and NGF-induced PC12 cell differentiation were also inhibited by cannabinoid challenge.

havaittiin, että ihmisen neuraalisen kantasolun erilaistuminen ja NGF:n indusoima PC12 solun erilaistuminen estyivät kannabinoidialtistuksessa.

Cannabinoids attenuated in a CB₁-dependent manner Rap1/B-Raf-mediated activation of the ERK signaling pathway. Finally, cannabinoid administration inhibited adult hippocampal neurogenesis in vivo.

Kannabinoidit heikensivät CB1 reseptorista riippuvalla tavalla Rap1/-Raf- välitteisen aktivaation ERKsignalointitiessä. Lopuksi todettiin, että cannabinoideista seurasi aikuisen hippokampin neurogeneesin estyminen in vivo.

Myeliinin muodostus

2010-10-28T09:45:00.001-07:00

Cellular/Molecular
Pals1 Is a Major Regulator of the Epithelial-Like Polarization and the Extension of the Myelin Sheath in Peripheral Nerves

Murat Özçelik,1 Laurent Cotter,1 Claire Jacob,1 Jorge A. Pereira,1 João B. Relvas,1,2 Ueli Suter,1 and Nicolas Tricaud1

1Institute of Cell Biology, Department of Biology, Swiss Federal Institute of Technology Zürich, CH-8093 Zürich, Switzerland, and 2Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, 4150-180 Porto, Portugal

Correspondence should be addressed to Nicolas Tricaud, Institute of Cell Biology, Department of Biology, Swiss Federal Institute of Technology Zürich, HPM E27, CH-8093 Zürich, Switzerland. Email: nicolas.tricaud@cell.biol.ethz.ch

Diameter, organization, and length of the myelin sheath are important determinants of the nerve conduction velocity, but the basic molecular mechanisms that control these parameters are only partially understood.

Cell polarization is an essential feature of differentiated cells, and relies on a set of evolutionarily conserved cell polarity proteins.

We investigated the molecular nature of myelin sheath polarization in connection with the functional role of the cell polarity protein pals1 (Protein Associated with Lin Seven 1) during peripheral nerve myelin sheath extension.

We found that, in regard to epithelial polarity, the Schwann cell outer abaxonal domain represents a basolateral-like domain,

while the inner adaxonal domain and Schmidt–Lanterman incisures form an apical-like domain.

Silencing of pals1 in myelinating Schwann cells in vivo resulted in a severe reduction of myelin sheath thickness and length.

Except for some infoldings, the structure of compact myelin was not fundamentally affected, but cells produced less myelin turns.

In addition, pals1 is required for the normal polarized localization of the vesicular markers sec8 and syntaxin4, and for the distribution of E-cadherin and myelin proteins PMP22 and MAG at the plasma membrane. Our data show that the polarity protein pals1 plays an essential role in the radial and longitudinal extension of the myelin sheath, likely involving a functional role in membrane protein trafficking. We conclude that regulation of epithelial-like polarization is a critical determinant of myelin sheath structure and function.

Received Oct. 19, 2009; revised Dec. 15, 2009; accepted Jan. 6, 2010.

Correspondence should be addressed to Nicolas Tricaud, Institute of Cell Biology, Department of Biology, Swiss Federal Institute of Technology Zürich, HPM E27, CH-8093 Zürich, Switzerland. Email: nicolas.tricaud@cell.biol.ethz.ch

Flip flop and Scrambling

2010-10-28T09:22:00.000-07:00

Q: What two characteristics of lipid bi-layers can make a membrane more fluid
A: Short FA chains and cis double bonds

Q: What is the phospholipid/cholesterol ratio in eukaryotic membranes
A: 1:1

Q: Cholesterol makes a lipid bilayer more rigid (less fluid),
at the same time it prevents the hydrocarbon chains from doing what
A: Crystallizing

Q: Describe the asymmetrical distribution of phosholipdis in a bilayer
A: PS, PI, PE face the cytoplasm; PC and sphingomyelin face the outer surface

Q: Flipases, Flopases and scrambleases are what type of transporters
A: Flip and Flop ATP dependent; scramble is ATP independent

Q: How can you remember which direction flipase and flopase work
A: flIp goes In: flOp goes Out

In steady state the choline containing phospholipids,
sphingomyelin (SM) and phosphatidylcholine (PC) are mainly found on the
outside of the bilayer while the aminophospholipids are mainly (phosphatidylethanolamine,
PE), or exclusively (phosphatidylserine, PS), found in the inner monolayer.

This organization is maintained by an active set of transport systems
that "flip" and "flop" phospholipids across the membrane.

The flipase actively transports aminophospholipids from the outer to the
inner monolayer,

while the scramblase, when activated, moves all phospholipids
in both directions, thereby scrambling the phospholipid distribution.

PS exposed on the surface forms a docking site for hemostatic factors
such as the prothrombinase complex (factor Xa, Va and II). In addition,
PS is recognized by macrophages and interacts with proteins such as annexin

V.

Fytiinistä hyötyä Alzheimerpatologiaa vastaan

2010-10-17T09:55:00.000-07:00

FYTIINI on mahdollinen terapiakeino Alzheimerpatologiassa. Tästä on saatu näyttöä eläinkokeista ja in vitro mallista.
LÄHDE:
Anekonda TS, Wadsworth TL, Sabin R, Frahler K, Harris C, Petriko B, Ralle M, Woltjer R, Quinn JF. J Alzheimers Dis. 2010 Oct 7. [Epub ahead of print] Phytic Acid as a Potential Treatment for Alzheimer's Pathology: Evidence from Animal and in vitro Models.
Department of Neurology, Oregon Health & Science University, Portland, OR, USA Portland Veteran Administration Medical Center, Oregon Health & Science University, Portland, OR, USA.

Abstract (suomennosta)

Alzheimer's disease (AD) causes progressive, age-dependent cortical and hippocampal dysfunctions leading to abnormal intellectual capacity and memory.

AD aiheuttaa progressiivisia iästä riippuvia aivokuoren ja hippokampin toiminnanhäiriöitä, jotka johtavat epänormaaliin älylliseen kapasiteettiin ja heikentyneeseen muistifunktioon.

We propose a novel protective treatment for AD pathology with phytic acid (inositol hexakisphosphate), a phytochemical found in food grains and a key signaling molecule in mammalian cells.
Tässä tutkijat ehdottavat uutta suojaterapia AD patologiaa vastaan ja esittävät fytiinihapon eli inositoliheksafosfaatin, fytokemikaalin, jota on ravinnon jyvissä ja joka on avainaseman signaalimolekyyli nisäkässoluissa.

We evaluated the protective and beneficial effects of phytic acid against amyloid-β (Aβ) pathology in MC65 cells and the Tg2576 mouse model.

Tutkijat arvioivat fytiinin suojavaikutukset ja edulliset vaikutukset amyloidibeetan patologiaa kohtaan eräissä solutyypeissä hiirimallissa.

In MC65 cells, 48-72-hour treatment with phytic acid provided complete protection against amyloid precursor protein-C-terminal fragment-induced cytotoxicity by attenuating levels of increased intracellular calcium, hydrogen peroxide, superoxide, Aβ oligomers, and moderately upregulated the expression of autophagy (beclin-1) protein.

MC65 soluissa fytiinihappokäsittely, jota annettiin 48- 72 tunnin ajan, tuotti täydellisen protektion APP C-terminaalisen fragmentin indusoimaa sytotoksisuutta kohtaan vähentämällä solun sisäisen kalsiumin pitoisuutta, vetyperoksidia, superoksidia, Abeeta oligomeerejä ja samalla se sääti kohtalaisesti ylös autofagiaproteiinin beclin-1 expression.

In a tolerance paradigm, wild type mice were treated with 2% phytic acid in drinking water for 70 days.

wt hiirelle annettiin 70 päivän ajan 2-prosenttista fytiinihappoa toleranssin oletuksessa.

Phytic acid was well tolerated.

Fytiinihappo olikin hyvin siedetty aine.

Ceruloplasmin activity, brain copper and iron levels, and brain superoxide dismutase and ATP levels were unaffected by the treatment.

Terapia ei vaikuttanut keruloplasmiinin aktiivisuuteen, aivojen kupari- ja rautapitoisuuksiin ja aivojen superoksididismutaasientsyymin(SOD) pitoisuuteen tai ATP-tasoihin.

There was a significant increase in brain levels of cytochrome oxidase and a decrease in lipid peroxidation with phytic acid administration.

Sen sijaan aivojen sytokromioksidaasipitoisuus nousi merkitsevästi ja lipidiperoksidaatio väheni tästä fytiinihapon annosta.

In a treatment paradigm, 12-month old Tg2576 and wild type mice were treated with 2% phytic acid or vehicle for 6 months.

Hoitoparadigmassa Tg2576 hiiri ja tavallinen hiiri saivat 2% fytiinihappoa tai perusnestettä 6 kk.

Brain levels of copper, iron, and zinc were unaffected.

Aivojen kuparin, raudan ja sinkin tasot olivat vaikuttumatta.

The effects of phytic acid were modest on the expression of AβPP trafficking-associated protein AP180, autophagy-associated proteins (beclin-1, LC3B), sirtuin 1, the ratio of phosphorylated AMP-activated protein kinase (PAMPK) to AMPK, soluble Aβ1-40, and insoluble Aβ1-42.

Fytiinihapon tehot olivat kohtalaisia seuraaviin ilmentymiin:
AbeetaPP kuljetukseen liittyvänproteiinin AP180 esiintymiseen,
autofagiaan liittyvän proteiinin beclin-1, LC3B esiintymiseen
sirtuin-1 esiintymään,
fosforyloituneen AMP:llä aktivoituvan proteiinikinaasin PAMPK ja AMPK:n suhteeseen
liukenevaan Abeeta1-40 peptidin ilmenemiseen
ja liukenemattomaan Abeeta 1-42 peptidin ilmenemiseen.

These results suggest that phytic acid may provide a viable treatment option for AD.

Nämä tulokset viittaavat siihen, että fytiinihappo voi olla käypänä hoito-optiona AD:ssa.

PMID: 20930278 [PubMed - as supplied by publisher]

Lääkkeen tuoma orgaaninen fosfaatti

2010-10-01T04:37:00.000-07:00

Bifofosfonaatti ryhmän lääkkeet tarjoavat fosfaattiryhmiä aivan säädellysti ja varmasti.
Kts hyvin yksinkertaista molekyylirakennetta: 4 hiilen ketju jossa on toisessa päässä aminoryhmä ja toisessa päässä alkoholinen OH ryhmä
OH päädyn puolella on kaksi fosfaattiryhmää ympätty ketjun hiileen.
Wikipedia näyttää struktuurista selvän kuvan.

Alendronsyra (systematiskt namn (4-amino-1-hydroxibutyliden)bisfosfonsyra, summaformel C₄H₁₉NO₁₀P₂) är en läkemedelssubstans mot osteoporos. Läkemedel baserade på alendronsyra innehåller ofta dess natrium salt, natriumalendronat (C₄H₁₈NNaO₁₀P₂). Det finns både som daglig dosering och som veckotablett. Alendronsyra förlorar sin verkan om det tas med mat. Läkemedel med alendronsyra säljs bland annat under läkemedelsnamnen Alenat och Fosamax.^[1] ^ Alendronsyra, FASS 2010-08-11

"Herää kysymys" on sanonta mitä tyylillisesti tulisi välttää, muta ei voi sille mitään että herää kysymys: MIKSI tämä fosfaatin saaminen kehon kyttöön on niin vaikeutunut että osteoporoosi lisääntyy miltei sivistyksen myötä?

Tämä tuo jälleen mieleen saman seikan: Eikö olisi aika määritellä fytiinin tarve, sillä siinä tulee näitä fosfaateja kehoon inositolirenkaassa kuten jo tuhannet vuodet ennenkin.

Tämä inositolin ja fosfaattien saanti on kuin sokeassa täplässä vielä, mutta sen tehtävä alue pitää näprätä lääkkeillä.

Tästä bifosfonaatin metaboliasta kehossa pitää hieman ottaa selvää. Hyppäävätkö sen tuomat fosfaatit sitten kehossa kiertävään myoinositoliin, joka on kehon sellainen molekyyli, joka pystyy kantamaan hiiliä kohden eniten käyttökelpoisia fosfaattiryhmiä ilman typpimolekyylin apua, sillä siinä on kestävä syklinen hiiliketju.

Lääkärilehti mainitsee bifosfonaateista asiaa, Otan tämän sitaattina ja luen myöhemmin ja pohdin. vaikuttaa siltä että pelkän bifosfonaatin anto ei riitä. Esim jos kiertävää saatavilla olevaa inositolimuotoa, kantorengasta, "pelstusrengasta" fosfaateille, ei olekaan herkästi vapaana, mikä on yleensä tyypillistä metabolisissa sairauksissa, silloin puhtaan fytiinin tai pelkän jonkin tietyn stereoisomeeri-insoitolin lisääminen olisi eduksi. Sillä sokerillahan jossain joku jo tienaa hyvin monen vaivan hoitajana.

KLINIK OCH VETENSKAP Bisfosfonatbehandling kan orsaka stressfraktur
Osteoporosbehandling med bisfosfonater är mycket effektiv. Nu visar dock allt fler rapporter på ökad förekomst av subtrokantära femurfrakturer efter långvarig (3–5 år) behandling. Behandling av subtrokantär femurfraktur vid samtidig bisfosfonatmedicinering diskuteras utifrån ett aktuellt patientfall

Fytiinin etu käpylisäkkeelle (2010)

2010-06-15T11:57:00.001-07:00

Med Hypotheses. 2010 Jan;74(1):118-9. Epub 2009 Aug 8. A potential role for crystallization inhibitors in treatment of Alzheimer's disease.

Grases F, Costa-Bauzà A, Prieto RM. Laboratory of Renal Lithiasis Research, University Institute of Health Sciences Research (IUNICS), University of Balearic Islands, Spain.

Tiivistys (Abstract)

MELATONIINI on hormoni, jota syntetisoituu hermonvälittäjäaineesta SEROTONIINISTA käsin ja tämä melatoniinin muodostus havaitaan pääaisassa käpylisäkkeessä, corpus pineale. MELATONIINI oma useita ominaisuuksia, muun muassa yksi niistä on antioksidanttisuus ja toinen on neuroprotektiivisuus.

MELATONIININ synteesi kuitenkin vähenee ihmisessä iän myötä kaikilla, mutta kaikkein eniten Alzheimerin tautia potevilla; itse asiassa nimittäin MELATONIINI pystyy estämään beta-amyloidiproteiinin muodostusta. Taustamekanismia ei ole täysin pystytty vielä selvittämään, vaikka toisaalta tiedetään, että iän mukana käpylisäke tapaa kalkkeentua.

Melatonin is a hormone synthesized from the neurotransmitter serotonin and is found mainly in the pineal gland. Melatonin has been suggested to have several properties, acting both as an antioxidant and a neuroprotective agent.

Melatonin synthesis decreases with age in all humans, but this decline is more pronounced in Alzheimer's patients. In fact, melatonin inhibits the formation of beta-amyloid protein. The mechanism responsible for this decline has not been fully elucidated, although it is known that the human pineal gland calcifies with age.

Sellaiset kalkkeentumat taas viittaavat kudosvaurion olemassaoloon, ja jos immuunijärjestelmä ei ole kyennyt hävittämään sellaisia muutoksia, ne toimivat ydinkiteenä hydroksiapatiitille ja voivat indusoida kalkkeutumista. Tästä syystä on oletettu, että kalkkisuolojen kristallisoitumisen estäjien puute ( esim PPi pyrofosfaatin puute ja fytaatin IP6 puute) antaa kalkkeutumisiin suotuisat olosuhteet. Sen takia kristalloitumisen estäjien puute voi olla riskitekijä Alzheimerin taudin kehittymisessä ja tätä hypoteesia tulisi arvioida uudelleen.

Such calcification necessarily implies the existence of a tissue injury that, if not reabsorbed by the immune system, will act as heterogeneous nucleant for hydroxyapatite and will induce calcification. For this reason, it is hypothesized that a lack of inhibitors of calcium salt crystallization, such as pyrophosphate and phytate, will favor calcification. Therefore, the absence of crystallization inhibitors may be a risk factor for development of Alzheimer's disease, and this hypothesis should be evaluated.

PMID: 19666212 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Inositoli

2010-05-16T00:24:00.000-07:00

Inositoli on rakenteeltaan polyalkoholi.
Siinä on 6 hiilen syklisessä renkaassa jokaisessa OH-ryhmä. rakenne tekke mahdiolliseksi avaruudellisia variaatioita. jokaiseen OH ryhmään voi tulla fosfaattiryhmä ellei useampikin fosfaatti, jolloin avaruudellisia mahdollisuuksia on monta.
Tästä on enemmän seuraavalla hakusanalla

IP7 insuliinia vapauttamassa

2010-02-14T12:47:00.000-08:00

LÄHDE: CELL BIOLOGY: IP₇ Debut in Insulin Release

Shinya Nagamatsu and Mica Ohara-Imaizumi

An inositol compound determines the capacity of the pancreas to release insulin and may function similarly in other secretory cells.

FOSFAATIN HIENOSÄÄTÖ

2010-01-05T05:17:00.001-08:00

Kehon fosforin hienosäätömekanismin salat alkavat saada hahmoa

Mitä fosforista on opetettu ravintotieteen allalla. Kts tiedot 2004 NNR laitoksesta:

1. Toistoa vanhasta tiedosta:

LÄHDE NNR2004 ISBN 92-893-1062-6 Luku 30 Ss 323-5.
Fosfaatti P
(1). Suositukset.
(2). Fysiologia ja aineenvaihdunta
(3). Suositeltu tarve ja saanti
(4). Suurin hyväksyttävä saanti ja myrkyllisyys
(5). Fosforin lähteet ravinnossa ja fosforin saanti
Suomen Kansanterveyslaitoksen elintarviketaulukoista www.fineli.fi

(1). Suositukset FOSFORIN saannista

Naisten suositeltu fosforin saanti on 600 mg päivässä. Keskimääräinen tarve heillä on 450 mg päivässä. Alin saanti on tasoa 300 mg.
Miesten suositeltu fosforin saanti on 600 mg päivässä. Keskimääräinen tarve on 450 mg. Alin saanti on tasoa 300 mg.
2-5 vuotiaitten lasten fosforin suositeltu saanti on 470 mg.
6-9 vuotiaitten lasten suositeltu saanti on 540 mg.
10-13 vuotiaitten lasten suositeltu saanti on 700 mg.

(2) FOSFORIA on runsaasti kehossa ja suurin määrä sitä esiintyy luustossa hydroksiapatiittina. Pehmeässä kudoksessa fosfori on lähinnä fosfaattiryhminä sitoutuneena orgaanisiin yhdistyksiin.

FOSFORIN fysiologia ja aineenvaihdunta

FOSFORIN (P) IMEYTYMINEN tapahtunee monella mekanismilla osittain liittyneenä kalsiumin (Ca) aineenvaihduntaan. Dieetin orgaaniset fosfaattiyhdisteet hydrolysoituvat, joten imeytyessään fosfori on useimmiten epäorgaanisena fosfaattina (Pi, inorganic phosphate). Fosforin imeytyminen aikuisella on 55-70 –prosenttista(%) ja vauvoilla sekä muilla lapsilla imeytyy 65 - 90 % fosforista. Mutta huonosti liukenevistä fosforiyhdisteistä, kuten fytiinistä (IP6), arvioidaan imeytymisen olevan edellämainittua alempaa.

NÄYTTÄÄ PUUTTUVAN SELLAINEN SOPEUTUMISMEKANISMI, JOLLA KEHO VOISI PARANTAA FOSFAATIN IMEYTTÄMISTÄÄN SAANNIN OLLESSA MATALA, näin arvellaan vuonna 2004.

PLASMAN fosforipitoisuudet ovat jokseenkin vakioiset (0.8 -1.4 mmol litrassa) ja säätyvät munuaisen kautta tapahtuvalla erityksellä.
VITAMIINI D-status vaikuttaa imeytymiseen. Kalsitrioli (D3) lisää ja sen vähentymä alentaa fosforin imeytymistä.
HYDROKSIAPATIITTI sisältää kalkkia ja fosforia suhteessa 1:2. Se on luuston kaikkein tärkein epäorgaaninen osa.
SOLUNSISÄINEN FOSFORI omaa luustotehtäviensä lisäksi tärkeän solunsisäisen säätelijän osan. Sitä kuuluu osana kaikkien biokemiallisten pääluokkien yhdisteisiin (siis fosfaattia on proteiineissa, hiilihydraateissa, lipideissä, vitamiineissa, suoloissa).
FOSFORYLAATIOT (ja ENTSYYMIT fosforylaasit, fosfokinaasit PKs) siirtelevät fosfaattiryhmiä ja lisäävät niitä molekyyliin. Sokerien aktivoituminen on liittymistä fosfaatteihin.
DEFOSFORYLAATIOT ( ja ENTSYYMIT fosfataasit) siirtelevät myös fosfaattiryhmiä, ne poistavat fosfaatteja kohdemolekyyleistä.
Aineenvaihdunnallisten tapahtumien keskeisiä ilmiöitä ovat fosforylaatio-defosforylaatioreaktiot ja niihin tarvittava energia saadaan energiapitoisista fosforisidoksista, joita on esim, ATP ja kreatiinifosfaatti CrP. (Tässä vaiheessa 2004 ei tarkemmin puhuta korkea-energisista inositolipyrofosfaateista IPPs vielä mitään)

PUSKURITOIMINTA. Fosforiyhdisteillä on säätelytehtävää myös solujen välisessä ja solujen sisäisessä happo-emästasapainossa.
RAKENTEISSA fosforia esiintyy fosfolipideissä (PL), jotka ovat useimpien biologisten kalvojen pääkomponentteja, sekä nukleotideissa (A, T, G, C, U) ja nukleiinihapoissa (DNA, RNA). ( Tässä ei vielä hahmoteta erikseen Inositolifosfaattien IPx ja fosfoinositideien PI ja energisten IPP keskistä sykliä).

Pi, INORGAANINEN FOSFAATTI, (Inorganic Phosphor)
Hyvin vähäinen, mutta sitä tärkeämpi kehon fosforin esiintymismuoto on inorgaaninen fosfaatti Pi (<0.1 style="font-weight: bold;">FOSFORIN PUUTETTA on todettu vain ennenaikaisilla vauvoilla, riittämättömän suonensisäisen ravitsemuksen (TPN) aikana, anorexiapotilailla, alumiinihydroksidia (Al (OH)3) happovaivoihinsa ( antacida-lääkkeenä) saavilla, koska Al(OH)3 sitoo fosforia estäen sen imeytymistä.
FOSFORIN PUUTTEEN OIREET OVAT
lihasheikkous, ruokahalun puute (anorexia), pahoinvointi (nausea), luuston kalkin irtoama (decalsifikaatio).

(4) FOSFAATIN SUURISTA ANNOKSISTA JA MYRKYLLISYYDESTÄ
Terveillä aikuisilla esiintyvä tehokas kehon fosforia säätelevä munuaiseritys estää fosforin kertymiä. Sairaustiloissa kuitenkin havaitaan pehmytosakudosten kalkkiintumisia plasman kalsiumpitoisuuksien ollessa pitkään koholla.
AKUUTTI HYPERFOSFATEMIA Akuutti liian korkea fosforinpitoisuus veressä johtaa seerumin kalkkipitoisuuden laskuun (hypokalsemiaan) ja samalla kramppeihin.
Ca: P SUHDE. Kalsiumin ja fosforin välinen suhde on kriittisempää vauvoilla eikä suhteen tulisi nousta yli tason 0.9:1 - 1.7:1 (mmol: mmol). Aikuiselle korkein siedettävä fosforin saanti on noin 70 mg painokiloa kohden. US FNB määrittelee aikuiselle fosforin siedettävän ylärajan (Tolerable Upper Intake, TOI) joka on 4000 mg päivässä ( siis neljä grammaa).
EU SCF ei ole vielä asettanut tällaista fosforin saannin siedettävyyden ylärajaa.
NNR komitea on ollut tietoinen kansainvälisestä kiistelystä, mikä liittyy siihen, onko kalsiumin ja fosforin suhde ravinnossa kliinisesti merkittävä vai ei. Nykyinen US-suositus kumosi sellaisen suhteen merkityksen muiden taas kyseenalaistaessa tehdyn johtopäätöksen.
Muuan erityinen pohdinnan aihe on myös, voisiko vahvafosforinen vähäkalkkinen ravinto olla syynä ihmisten hypokalsemialle ja /tai sekundaariselle hyperparatyreoidismille ja täten osaltaan vaikuttaa osteoporoosin kasvavaa prevalenssia monissa länsivaltiossa.

FOSFORIPITOISET RAVINTOLISÄT ruoan prosessoimisissa saattavat koitua jollakin yksilöillä merkitseviin määriin, mutta asian fysiologisesta tai kliinisestä merkityksestä taas on vain rajoitetua tietämystä.

(5). Fosforin lähteet ravinnossa ja fosforin saanti

FOSFORI Melkein kaikissa elintarvikeryhmissä on fosforia, lähinnä fosfaatteina ja usein proteiinipitoisuuteen korreloivana.(Tämän huomaa esim. varsinkin eräät munuaispotilaat, joiden tulisi rajoittaa fosfaatin saantia)
FYTIINI, INOSITOLIHEKSAFOSFAATTI (IP6)
Viljojen ja palkohedelmien fosforipitoisuudet ovat melkoisia ja esiintymismuotona on inositoliheksafosfaatit (fytiini). Siinä voi olla mahdollisesti vähemmän saatavilla olevaa muotoa.
RAVINTOLISÄT Ravintolisinä käytetään fosforiyhdisteitä, esim niiden vettä sitovien ominaisuuksien takia.
POHJOISMAINEN RAVINTO
Pohjoismainen ravinto sisältää fosforia energiatiheytenä ilmaisten 1500-2000 mg fosforia / 10 MJ ( 2380 kcal)."

2 (Omaa tekstiä)NYKYVAIHEESTA

Tuskin varsinaista ravintoperäistä fosforin puutetta ihmiskunnassa koskaan esiintyy, mutta sen aineenvaihdunta kehossa on altis häiriöille monissa kudoskissa ja solutyypeissä. Tämän takia on arvokasta lisätietoa tullut viime vuosina fosfaatin kehon sisäisestä säätymisestä ja inositolifosfaattijärjestelmän osuudesta siinä.
Uusia tutkimustietoja on kuin tähtiä taivaalla ja uusia keksitään lisää, mutta otan tämän yhden koska siinä viitataan asian tuntemattomaan seikkaan, fosfaatin pitoisuuden solusäätöön.

Esimerkki Detalji FOSFAATIN GENEETTISESTÄ HIENOSÄÄTELYSTÄ ja INOSITOLIPYROFOSFAATTIEN (IPP) alueesta.

LÄHDE 1. Philip W. Majerus* A Discrete Signaling Function for an Inositol Pyrophosphate. ci. STKE, 11 December 2007 Vol. 2007, Issue 416, p. pe72[DOI: 10.1126/stke.4162007pe72]Division of Hematology, Washington University School of Medicine, 660 South Euclid, St. Louis, MO 63110, USA.

Suomennosta abstraktista _Abstract:

(1) Inositolipyrofosfaatit (IPP) ovat viime aikoihin asti ollet tehtäviltään määrittämättömiä kehomolekyylejä. Tiede- nimisessä julkaisussa on ollut äskettäin pari artikkelia joissa on selkeästi määritelty IP7 pyrofosfaatin funktio. Se on IPP molekyyli, jossa on vain yksi pyrofosfaatti. Tätä on hiivasolussa koodaamassa geeni Vip1.

(1) Inositol pyrophosphates were, until recently, without clearly defined functions. Two recent papers in Science have now clearly defined a function for an IP7 pyrophosphate (inositol hexaphosphate with one pyrophosphate) that is the product of the enzyme encoded by the Vip1 gene in Saccharomyces cerevisiae.

(2) Tämä Tämä IP7 pyrofosfaattimuodon PP molekyyli on joko 4 tai 6 asemassa ja sellaista muotoa tarvitaan Cykliini-Cdk inaktivoimiseen tekijöissä Pho80, Pho81 ja Pho85. Kun nyt kinaasi estyy, se aiheuttaa, että tapahtuu tumaan translokoituminen tekijässä Ph4 ja se on taas transkriptiotekijä, joka edistää niiden geenien ilmenemistä, joita tarvitaan fosfaatin assimiloimiseen ( sulauttamiseen) tilanteessa kun on matala fosfaattipitoisuus. Jos solukasvu tapahtuu matalassa fosfaattipitoisuudessa tätä IP7 muotoa kertyy, akkumuloituu, ja tämä taas johtaa niiden geenien ilmenemiseen, jotka osallistuvat tärkeän fosfaatin hankkimiseen.

(2) This IP7 with a pyrophosphate tentatively assigned to be on either the 4 or 6 position is a cofactor that is required for inactivating the cyclin–cyclin-dependent kinase complex of Pho80, Pho81, and Pho85. Inhibition of the kinase results in the nuclear translocation of Pho4, which is a transcription factor that promotes expression of genes required for phosphate assimilation under conditions of low phosphate.
When grown in low-phosphate media, IP7 accumulates, which leads to the expression of genes involved in the acquisition of phosphate.

www.nature.com/nature/journal/v461/n7261/images/nature08449-i1.0.jpg

3. ARVELUNI

Tässä tulee mieleen myös sekin, että tietyissä lisääntyvissä kansantaudeissa ongelmat ovat (myös) fosfaatin alueella, mutta sen poikkeavan saostuman, fosfaattiaggrekaattien ja toisaalta tarpeellisten fosforylaatioitten estymän alueella, joten yhä enemmän tullaan keskittymään fosfaatin aineenvaihdunnan integratiivisiin seikkoihin. Sisi fosfaaatiaineenvaihdunta täytyy hahmottaa ja saada "irtautumaan" normaaliksi milloin mistäkin jumittumisesta. Tuskin muuten on tautia missä ongelmaan ei liity fosfaatti. Fosfaatista voi olla funktionaalinen puute miljöössä missä on ylen paljon fosfaattiaggrekaattia. Fosfaatin oikea suuntaus pois toxiselta tieltä on sen ihmiskehossa luuhun ja matriksiin suuntautuva tie ja vapaa säätelevä mnuaiseritys,joten ensiapu fosfaattiaineenvaihdunnan oikeaan suuntaamiseen on liikunta, raikas ilma, hyvä hengitys ja riittävän puhdas vesi. Jos ei kerran päivässä hiki nouse pintaan jostain liikunnasta tai työstä, niin liikuntaa on liian vähän.
5.1.2010 14:10

Inositolifosfaattikoodi, IP code

2009-12-12T01:18:00.000-08:00

JC Otto, P Kelly, ST Chiou, JD York Alterations in an inositol phosphate code through synergistic activation of a G protein an Proc Natl Acad Sci U S A (2007) 0:
http://www.gproteins.com/showabstract.php?pmid=17895383

Nisäkkäissä moni solustimulus herättää vasteen G-proteiinin kautta aktivoimalla PLC-entsyymin (fosfolipaasiC) ja se johtaa lipidijohdannasten inositoli 1,4,5-trifosfaattien(IP3) tuotantoon.
Vaikka on hyvin varmistettua, että IP3 voi konvertoitua lukuisiksi inositolifosfaateiksi(IPs) ja pyrofosfaateiksi(PP-IPs) jopa kuuden inositolifosfaattikinaasiluokan (IPKs) kautta, ei olla selvillä siitä, vaikuttaako G-proteiinisignalointi näihin metaboliitteihin.

Tässä artikkelissa tutkijat raportoivat, että Galphaq aktivaatio johtaa vahvaan IP3-stimulaatioon, josta seuraa IP8 muotoon johtava aineenvaihdunta

Jotta saataisin havainnoitua näitä teitä, käytettiin geneettistä häirintää IP-homeostaasiin.
Kun kytketiiniin konstitutionaalisesti aktiivi GalphaqQL ja yksi tai useampi IPK-geenituotteista
ne generoivat synergistisesti dramaattisia muutoksia intrasllulaarisissa IP-välittäjäaine-käyttäytymisissä.

Moni erillinen IP-profiili havainnoitiin eri IPK-kombinaation ilmentymisessä ja siihen kuului muutokset aiemmin aliarvioiduissa IP5 ja IP6-altaissa - niitä oli nimittäin pidetty aiemmin stabiileina metaboliitteina.

Tutkijoitten tiedot linkkivät trimeerisen G-proteiinin aktivaation erittäin runsaaseen metaboliittimäärään IP3:sta eteenpäin ja tarjoaa raamityön jossa oletetaan. että soluilla on koneistoa tuotta IPK.sta riippuva IP-koodi.

Our data link the activation of a trimeric G protein to a plethora of metabolites downstream of IP3 and provide a framework for suggesting that cells possess the machinery to produce an IPK-dependent IP code.

Tutkijat edellyttävät, tosin eivät osoita asiaa, että agonistin indusoimat muutokset sellaisessa koodissa voisivat teoreettisesti ottaen pystyä lisäämään kompleksia signalointia ja sen spesifisyyttä. Organismin kehittymiselle ja solujen adaptaatiolle essentiellit IPK entsyymien tehtävät täsmäävät tutkijoitten hypoteesiin siitä, että on olemassa signaaliteissä relevantti IP koodi.

Kommenttini: Aikoinaan kun pyrin biomedisiiniseen tutkijakouluun täällä Göteborgissa ja sitten sen sijaan pääsin lukemaan dietetiikkaa, halusin tehdä glyserolin aineenvaihdunnasta, sen fosforyloitumisongelmista ja sitemmin fytiinistä (IP6) erään projektin. Mutta nyt näyttää siltä että tuhannet tiedemiehet ovat fytiinin ja kaikkien inositolien koodin IP Cods) kimpussa, joten saan tyytyä vain kirjoitatmaan heidän löytöjään muistiin tähän blogiin. Nobelikin tuli telomeereistä, joita pitää kunnossa osaltaan inositolien fosfaattirikkaasta tuotteesta peräisin oleva uudistusenergia. Fosfaattien aineenvaihdunta on hyvin laaja alue. Fytiinistä ajattelin vain elintarviketekniikan puolista osuutta: elintarviketaulukon tekemistä tulevaista dietääristä, myös fytiinin(inositolin) kattavaa taulukkoa suunnitellen, koska pidän inositolirengasta essentiellinä, ravinnossa tulevana tekijänä.

Löytöjä 1995. PACAP ja inositolifosfaatit

2009-12-12T01:01:00.000-08:00

DM Simeone, DI Yule, CD Logsdon, JA Williams Ca2+ signaling through secretagogue and growth factor receptors on pancreatic AR42J cells. Regul Pept (1995) 55: 197-206.

Intrasellulaarinen signalointi lisää solunsisäistä kalsiumia:

tämä havaittiin haiman AR42J soluista vasteena agonisteille, joiden reseptori oli G-proteiiniin kytketty: näitä olivat
cholecystokinin (CCK), bombesin, carbachol, substance P, pituitary adenylate cyclase activating peptide (PACAP), bradykinin, ATP, calcitonin gene related peptide (CGRP),
ja vasteena kasvutekijöille EGF ja FGF, joiden reseptorina ovat tyrosiinikinaasit.

Vaste kasvutekijöille oli vahvuudeltaan ja respondoivien solujen määrältä pienempi, mutta riippumaton solunulkoisesta kalsiumista Ca++.

CCK ja karbakoliini vaikuttivat huomattavat nousut inositolifosfaateissa(IPs), mutta niin ei vaikuttanut kasvutekijät.

Fosfolipaasi C-estäjä(PLC-inhibiittori , blokeerasi karbakoliini- ja EGF-vasteet.
Tyrosiinikinaasinestäjä(genesteiini) blokeerasi vasteen EGF:lle, mutta ei vastetta CCK:lle.

Nämä tiedot viitaavat kahdentyyppiseen mekanismiin ARn2J-soluissa.

Sekretagogit vaikuttivat niihin reseptoreihin, jotka olivat kytkeytyneet G-proteiineihin ja indusoivat suuret määrät inositolifosfaatin tuotantoa ja sitä seuraavaa intrasellulaarista kalsiumin mobilisoitumista.
Kasvutekijät vaikuttivat reseptoreihin, jotka signaloivat tyrosiinikinaasin aktiivisuuden välityksellä ja tuottivat tässä solutyypissä rajoitetuin määrin inositolifosfaattia ja pienemmän nousun solunsisäisessä kalsiumissa.

PACAP, ATP, AMP ja IP8

2009-12-12T00:53:00.000-08:00

PACAP signaling

https://www1.qiagen.com/Geneglobe/PathwayView.aspx?pathwayID=341

Ihmisen endokrinologisen järjestelmän korkein adenylsyklaasi(AC) toiminta on PACAP, käpylisäketasossa.

Tämä on kaiken tasapainoisen metabolian avainkarttaa.

Circadinen rytmi, joka ylläpitää kehon oskillatoristen solujen oskillaatioitten alkuvoimaa valon ja pimeyden välisellä aaltoilulla, liittyy tähän järjestelmään ja tuottaa tehokasta aineenvaihduntaa, joka käyttää pimeyttä, lepoa, nukkumisaikaa , yötä, aineenvaihdunnalliseen toipumiseen.

Kun korjataan esim diabeettisuutta kehosta, tulee ottaa huomioon nämä seikat.
Ihmisen hyvinvointi riippuu tämän tason riittävästä energeettisestä tasapainosta.

Solun energiatilan merkkinä IP8

2009-12-11T20:37:00.001-08:00

Solun energiatila heijastuu IP8 tilanteeseen.
Energiatila valvoo bis-difosfoinositolitetrakisfosfaatin synteesiä itsenäisesti ja riippumatta AMP-aktivoidusta proteiinikinaasista

LÄHDE: K. Choi, E. Mollapour, J. H. Choi, S. B. Shears Cellular Energetic Status Supervises the Synthesis of Bis-Diphosphoinositol Tetrakisphosphate Independently of AMP-Activated Protein Kinase Mol. Pharmacol. 2008 74: 527-536.
shears(AT) niehs.nih.gov

ABSTRAKTI

Solut puolustavat aggressiivisesti adenosiininukleotiditasapainoaan; solunsisäiset biosensorit havaitsevat energiatilan vaihteluita ja kommunikoivat toisten soluverkostojen kanssa aloittaakseen sopeuttavia (adaptatiivisia) vasteita.

Tässä artikkelsisa tutkijat osoittavat eräitä uusia elementtejä tästä kommunikaatioprosessista. He osoittavat eräitten suosittujen farmakologisten työvälineitten aiheuttamien bioenergeetisten vaikutusten( alentuneen energiatilan) avulla, että tämä verkkotoiminta kompromisoituu energiatilan mukaan (tässä: energian puutteesta).

Kun soluja stimuloitiin AICAR:illa mikä simuloi kohonneita AMP-pitoisuuksia, aleni IP8 synteesi. IP8 on solunsisäinen signaali( rikasfosfaattinen molekyyli) joka fosforyloi proteiineja kinaaseista( entsyymeistä) riippumattomassa reaktiossa. AICAR vaikutus oli selektiivsesti typistävä. Muitten inositolifosfaattien( köyhempifosfaattisten) pitoisuudet eivät muuttuneet

Sensijaan tiedemiehet tekivät johtopäätöksen, että simuloitaessa adenosiininukleotiditasapainon itsensä heikkenemistä, estyi IP8-syntetisoituminen. Samaan viittaa oligomysiinillä tehdyt tutkimukset, nimittäin se myös kohottaa solun vähäfosfaattisen AMP:n tasoa ja selektiivisesti estää (rikkaan) IP8-synteesin vaikuttamatta muihin IP-muotoihin.

Lisäksi tutkijat osoittivat, että lyhytaikainen IP8-pitoisuuden nousu, mikä tapahtuu normaalisti hyperosmoottisessa stressissä, jäikin heikommaksi eräästä koe-aineesta nimeltä 2-(2-chloro-4-iodo-phenylamino)-N-cyclopropylmethoxy-3,4-difluoro-benzamide (PD184352). Tuota ainetta pidetään tyypillisenä mitogeenistä aktivoidun proteiinikinaasin(MEK) spesifisenä estäjänä. Mutta kun tutkittiinMEK:in vastaista siRNA:ta tai extrasellulaarisen signaalin säätelemää kinaasia havaittiin, että MAPK tie ei ollutkaan mukana asiassa. Sen sijaan tutkijat osoittivat, että IP8 synteesi estyi tuosta koeaineesta sen soluenergiatasapainoon tekemien nonspesifisten vaikutusten takia.

Kaksi muutakin MEK-estäjää tutkittiin ja niista tuli samat vaikutukset ja johtopäätökset. Tästä tutkijat päättelivät, että IP8-molekyylin pitoisuutta ja signalointivoimaa määrää solun adenosiininukleotidien tasapapino, mikä on merkitsevät uusi linkki signaloivien verkostojen ja bioenergeettisten verkostojen kesken.

We conclude that the levels and hence the signaling strength of [PP]2-InsP4 is supervised by cellular adenosine nucleotide balance, signifying a new link between signaling and bioenergetic networks.

Työntaustalla: This research was supported by the Intramural Research Program of the National Institutes of Health/National Institute of Environmental Health Sciences

Termejä:
Adenosiininukleotidejä ovat AMP, ADP, ATP
InsP7, PP-InsP5, diphosphoinositol pentakisphosphate;
[PP]2-InsP4, InsP8, bis-diphosphoinositol tetrakisphosphate;
InsP5, inositol pentakisphosphate;
InsP6, inositol hexakisphosphate;
AICAR, 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside;
AMPK, AMP-activated protein kinase;
GAPDH, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase;
PP-InsP4, diphosphoinositol tetrakisphosphate;
PPIP5K, PP-InsP5 kinase (E.C. 2.7.4.24),
ZMP, 5-amino-4-imidazolecarboxamide riboside monophosphate;
PD184352, 2-(2-chloro-4-iodo-phenylamino)-N-cyclopropylmethoxy-3,4-difluoro-benzamide;
MEK, mitogen-activated protein kinase kinase;
siRNA, small interfering RNA;
ERK, extracellular signal-regulated kinase;
HPLC, high-performance liquid chromatography;
U0126, 1,4-diamino-2,3-dicyano-1,4-bis(methylthio)butadiene;
PD98059, 2′-amino-3′-methoxyflavone.
Received December 21, 2007. Accepted May 6, 2008.

IP7 tekee nonentsymaattisen fosforylaation proteiineihin

2009-12-11T18:30:00.000-08:00

LÄHDE: Science 306 (5704): 2101-2105
Adolfo Saiardi, Rashna Bhandari, Adam C. Resnick, Adele M. Snowman, Solomon H. Snyder
Phosphorylation of Proteins by Inositol Pyrophosphates (2004)
http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;306/5704/2101

Inositolipyrofosfaatit IP7 ja IP8 sisältävät korkeaenergisiä pyrofosfaattisidoksia.
The inositol pyrophosphates IP7 and IP8 contain highly energetic pyrophosphate bonds.

"Vaikka niitä on havaittu monissa biologisissa funktioissa niiden molekulaarinen vaikutuskohta/kohdat ei(vät) ole ollut(olleet) selvillä aiemmin. Tässäkin artikkelissa kerrotaan yrityksistä löytää vaikutuskohtia.
Tutkijat käyttivät radioaktiivisella nuklidilla merkattua IP7 molekyyliä ja löysivät monien eukaryoottisten proteiinien fosforylaatioita.
He havaitsivat myös hiivan endogeenisen IP7 fosforyloivan endogeenisia proteiineja. Tämä IP7:n tekemä fosforylaatio on luonteeltaan nonentsymaattinen tapahtuma ja saattanee edustaa uutta (novel) intrasellulaarista signalointimekanismia."

(Kommenttini: Siis "energiakylpy" proteiinille, soveltuu varmaan hyvin suojaamaan kromosomaalista rakennetta ja korjaamaan DNA:ta tai vahvistamaan executiivisia tapahtumia) .

IP7 muotoon IP8 ja vip entsyymit

2009-12-11T03:58:00.000-08:00

Hakusana vip-1 and vip-2 enzymes antaa Google hakuna 2730 vastausta. Asia näyttää olevan eläinkoetasossa. Koetan löytää tältä vuodelta uutta mtuta saan uusimpana allaolevaa.
Cloning and Characterization of Two Human VIP1-like Inositol Hexakisphosphate and Diphosphoinositol Pentakisphosphate Kinases. Otan tässä toistamiseen artikkelin

Peter C. Fridy, James C. Otto, D. Eric Dollins, John D. York1
Departments of Pharmacology and Cancer Biology and of Biochemistry, Howard Hughes Medical Institute, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, 27710
To whom correspondence should be addressed: Duke University Medical Center, DUMC Box 3813, Duke University Medical Center, Durham, NC 27710.

Abstrakti. Suomennosta (kesken)

Artikkeli kertoo ihmisten kahden VIP1-kaltaisen kinaasin, IP6-kinaasin (IP6K) ja difosfoinositoli -IP5-kinaasin (IP7K), kloonaamisesta ja luonnehtimisesta.

EUKARYOOTEILLA on lukuisia inositolifosfaatteja(IP) ja difosfoinositolifosfaatteja(PP-IPs), joita myös kutsutaan inositolipyrofosfaateiksi ja ne vaikuttavat kemiallisina koodeina, jotka ovat tärkeitä solunsisäisissä signaaliteissä. IP- ja PP-IP-molekyylijoukkoa tuottaa useat evolutionaalisesti konservoidut IP-kinaasit.

Tässä tutkijat kertovat, miten he saivat luonnehdittua IP6-kinaasin (IP6K) ja IP7-kinaasin (IP7K= diphosphoinositol pentakisphosphate eli PP-IP5 kinase), jotka olivat hiivassa sen Vip1- entsyymin kaltaisia ja ne identifioitiin IP6/IP7 kinaasina.
Koeputkessa VIP1 osoittaa IP6-kinaasi - ja IP7-kinaasiaktiivisuuta ja saa aikaan IP7 synteesin. VIP1 geenin ilmenemä ihmissolussa tuotti korkeat pitoisuudet IP7 , josta taas johtui dramaattinen lisääntymä IP8-muodossa (= bisdiphosphoinositol tetrakisphosphate (PP2-IP4 or IP8).

Missä ihmiskehon kohdassa ilmenee VIP1 geeniä?

Sitä on monissa eri kudoksissa ja erityisen rikkaana tahdonalaisessa lihaksessa, sydämessä ja aivoissa. Jos VIP1 merkattiin ja katsottiin, missä sitä on, niin sitä löydettiin solun sytoplasman non-membraanisessa tilassa, kohdissa missä ei ole kalvorakenteita.

Tutkijat luonnehtivat myös ihmisen ja hiiren VIP2-entsyymin, joka on toisen geenin tuote, mutta 90 %:sti samanlainen kuin VIP1-entsyymi kinaasidomaaniltaan ja se osoitti myös sekä IP6K ja IP7K aktiivisuutta.

Tutkijat päättelivät, että ihmisen VIP1 ja VIP2 toimivat IP6- ja IP7-kinaaseina, jotka vaikuttavat yhteistyössä IP6K/Kcs1-luokan kinaasien kanssa konvertoimassa IP6-muotoa nisäkässoluissa IP8-muotoon. Tämän prosessin on todettu tapahtuvan vasteena erilaisille stimuluksille ja signalointitapahtumille.

PLC:n osuus

INOSITOLIFOSFAATIT (IPs) on sekalainen ryhmä regulatorisia molekyylejä ja ne osallistuvat monenlaisiin solunsisäisiin( itnrasellulaarisiin) signaaliteihin. Solujen stimuloituminen johtaa IPs tuotantoon siten että fosfoinositidit(PIs) alkavat pilkkoutua fosfoinositideille spesifisellä fosfolipaasilla C(1-3), PLC.

Monet muut IPs molekyylit kuten tetrakisfosfaatit(IP4), inositolipentakisfosfaatti(IP5) ja inositolihexacisfosfaatti(IP6) syntyvät useitten evolutionaalisesti konservoituneitten IPKs(2,-4-7) eli inositolifosfokinaasien luokkaan kuuluvien entsyymien perättäisten toimintojen kautta .

Näitten kinaasien geneettisten ja biokemiallisten tutkimusten seurauksena on kyetty linkitsemään muodostuneet IP-tuotteet sellaisiin prosesseihin kuten

metallien kelatoiminen
jonikanavien säätely
transkriptio
kromatiinin uudelleenmuokkaus (chromatin remodelling)
nukleaarisen mRNA:n uloskuljettaminen(nuclear mRNA export)
apoptoosi
RNA:n editointi (RNA editing)
fosfaattiherkistys (phosphate sensing)
auksiinisignalointi (auxin signaling)
asianmukainen elinten kehitys (proper organism development)

Liukoiset IP molekyylit toimivat myös useitten difosfoinositolifosfaattilajien edeltäjämuotona (PP-IPs) ja yhteisnimellä niitä sanotaan inositolipyrofosfaateiksi.
Inositolipyrofosfaatit(PP-IPs) raportoitiin ja luonnehdittiin aluksi Dictyostelium discoideumista ja nisäkässoluista ja ne eroavat toisistaan inositolirenkaassa sijaitsevien yhden tai useamman pyrofosfaattiryhmän suhteen.

Evolutionaalisesti konservoituja kinaaseja on havaittu kahta ryhmää tuottamassa näitä inositoli-pyrofosfaattimuotoja.

(I)

IP6K, IP6-kinaasiluokka (Hiivassa Kcs1. Nisäksäsoluissa IHPK1, IHPK2, IHPK3):
Nämä konvertoivat IP6-muodon ( inositolihexacisfosfaattia eli fytiiniä) difosfoinositolipentakisfosfaatiksi PP-IP5. Sen nimenä on myös IP7.
Entsyymi voi myös fosforyloida IP5 muotoa ja tuottaa PP-IP4; IP6.

JOS silmuilevasta hiivasta puuttuu tämä Kcs1, seuraa puutteita vasteessa osmoottiseen stressiin, telomeerien pituuden säädössä , vakuolaarisessa biogeneesissä, endosytoosissa ja muissa soluprossesseissa.

PP-IP5 muoto ainakin koeputkessa toimii fosfaatin luovuttajana ja pystyy fosforyloimaan proteiineja suoraan ilman entsyymin tarvetta. Kuitenkaan ei ole todisteita, jos tämä tapahtuu myös solumiljöössä.

Tulokset viittaavat myös siihen, että IP6-kinaasiaktiivisuus on osallistumassa olennaisen tärkeän bis-difosfo-inositoli-tetra-kis-fosfaatin ( PP-IP4-PP), siis IP8- muodon (PP2-IP4) synteesiin. Se on vahvasti fosforyloitu ja sisältää kaksi pyrofosfaattiryhmää.
Tutkimukset osoittavat, että PP-IP4 tasot vaihtelevat vasteena osmoottiseen tai kuumastressiin sekä hiivassa että nisäkässolussa ja IP8-tasoa saattaa osaltaan säädellä myös MAP-kinaasitie.

IP8 (eli PP2-IP4) ja IP7 ( eli PP-IP-5) näyttävät ilmeisesti omaavan osuutta cAMP-välitteisissä signaalitapahtumissa ja niihin kuuluu myös chemotaxis D. discoideum organismissa; näiden metaboliittien pitoisuuksissa nimittäin tapahtuu merkitseviä muutoksia cAMP-signaloinnin aikana.

(II)
Toinen IP6/IP7-kinaasiluokka on myös löydetty silmuilevasta hiivasta ja sitä merkataan Vip1 nimellä. Tämä aktiivisuus identifioitiin inositolipyrofosfaattisyntaasina IPS1 (=inositol pyrophosphate synthase IPS1) perustuen tietoon vastamuodostuneen PP-IP5 molekyylin akkumuloitumisesta mutanttihiiressä, josta puuttuu sekä Kcs1/IP6K aktiivisuus että myös difosfoinositolifosfaattifosfataasi Dsp1 ( (kcs1Δddp1Δ) aktiivisuus.

Kun puhdistettiin tällaisesta 2-kertaisesti poistogeenisestä hiivakannasta biokemiallisesti puhdasta IP6-kinaasia, saatiin kloonattua Vip1. Ennenkuin keksittiin , että Vip1 omasi sisäsyntyistä IP6-kinaasiaktiivisuutta, oli havaittu, että se voi toimia myös aktiinin polymerisaation ja sytoskeletaalisen funktion säätelijänä.

(Prior to the discovery that Vip1 possessed intrinsic IP6 kinase activity, its Schizosaccharomyces pombe ortholog Asp1 was found to exhibit genetic interactions with actin-related proteins 2/3 (Arp2/3), indicating that it may function as a regulator of actin polymerization and cytoskeletal function).

Oli demonstroitu, että IP6-kinaasi aktiivisuutta tarvittiin tiettyyn geneettiseen interaktioon ja normaaliin solumorfologiaan.

Lisäksi rekombinantin Vip1:n ja Kcs1/IP6K:n fosforiNMR-analyyseillä osoitettiin, että tuottuu toisistaan erotettavissa olevia PP-IP5-lajeja (distinct PP-IP5 species ).
Ottaen huomioon Vip1 entsyymin ja Kcs1/IP6K entsyymien ainutlaatuiset aktiivisuudet osoitettiin, että molemmat entsyymit toimivat myös PP-IP5-kinaaseina ja yhdessä kykenevät fosforyloimaan IP6-muotoa IP8-muotoon( PP2-IP4).

Tässä katsauksessaan tutkijat raportoivat tunnistaneensa, kloonanneensa ja luonnehtineensa kaksi ihmisen Vip1-kaltaista geenituotetta. Heidän tietonsa viitaavat siihen että ihmisen(human) VIP-1 ja VIP2 toimivat molemmat IP6- ja PP-IP5-kinaaseina, joiden tuotteet omaavat osaa laajassa kirjossa erilaisia signaalinjohtoteitä. Tämä työ on merkitsevä edistysaskel laajentamassa käsitystä inositolipyrofosfaattien osuudesta signaloinnissa.

IPs-signaloinnin ja chekpointkinaasiperheen linkkiytyminen

2009-12-11T03:33:00.000-08:00

Inositolifisfosfaattisignalointi säätelee telomeerien pituutta.
York SJ, Armbruster BN et al. Inositol diphosphate signaling regulates telomere length. J Biol Chem. 2005 Feb 11;280(6):4264-9. Epub 2004 Nov 23.PMID: 15561716

PLC-entsyymistä riippuva inositolifosfaattisignalointitie saa aikaan erilaisia välittäviä signaaleita (messengers), joita muodostuu IP3:sta käsin ja ne kontrolloivat geeniexpressiota ja mRNA:n -kuljetusta ulos tumasta.
PLC =phospholipase C
IP3 on tässä inositol 1,4,5-trisphosphate.
Tässä artikkelissa tutkijat raportoivat telomeerien pituuden säätelyä PP-IP4 molekyylillä, jota tuottaa KCS1 geenituote.
PP-IP4 = diphosphorylinositol tetrakisphosphate.
Jos PP-IP4 tuottuminen katoaa, telomeerit alkavat muodostua pitemmiksi.
Jos PP-IP4 molekyyliä tuottuu ylimäärin, telomeerit lyhenevät.
Tämä vaikutus vaatii Tel1 läsnäoloa( hiivalla tämä vastaa ihmisen ATM (= protein mutated in the human disease ataxia telangiectasia).
Nämä tiedot osoittavat, että on in vivo olemassa säätelylinkki inositolipolyfosfaattisignaloinnin ja checkpoint kinaasien perheen kesken ja samalla kuvaavat kolmannen nukleaarisen prosessin, jota moduloi PLC aktivaatio.

IP2K on inositoli 6-/3-/5- kinaasi, IPx multikinaasi

2009-12-11T03:29:00.000-08:00

4. Hiivasolussa on tehty (2005) tutkimus Ins-(1,4,5)-P3 inositolitrifosfaatin aloittaman (uuden) inositolipolyfostaattitien molekulaariseksi määrittämiseksi.
Seeds AM, Bastidas RJ, York JD. Molecular definition of a novel inositol polyphosphate (IPx) metabolic pathway initiated by inositol 1,4,5-trisphosphate 3-kinase activity in Saccharomyces cerevisiae. J Biol Chem. 2005 Jul 29;280(30):27654-61. Epub 2005 Jun 8.PMID: 15944147

Inositolipolyfosfaatteja (IPx) ja inositolipyrofosfaatteja (PP-IPx) syntetisoituu inositolitrifosfaatista IP3 käsin, mutta on ajateltu, että IP3 molekyylin täytyy olla silloin muodossa inositoli1,4,5-trifosfaatti ( eli I(1,4,5)P3), jota näitä poly-muotoja voi kehittyä.

Tähän alkumuokkaukseen tarvitaan IPK2 kinaasiaktiivisuudet: eri hiiliaseman fosforyloijia, 6-/3-/5-kinase.
Tämä kinaasi on tunnettu myös nimellä Arg82 tai sitten inositolipolyfosfaatti- multikinaasina eli nimellä inositol polyphosphate multikinase).

Tässä työssään tutkijat katsoivat IP-aineenvaihdunnassa esiintyviä eroja mainittujen 6- ja 3- kinaasien kesken (distinct roles for I(1,4,5)P3 6- versus 3-kinase activities in IP metabolism and cellular functions reported for Ipk2).

3-kinaasi aloitti uuden synteesitien , josta tuli yli 11 kpl molekyylejä IPs ja PP-IPs.
Primääri synteesitie oli I(1,4,5)P3 --> I(1,3,4,5)P4 --> I(1,2,3,4,5)P5 --> PP-IP4 --> PP2-IP3 ja vaati Kcs1 (tai mahdollisesti Ipk2).

Tutkijat tekivät päättelyn myös uuden IP3-kinaasin olemassaolosta, jolla on merkitystä nukleosytoplasmisissa prosesseissa ja se vaikuttaa IPs ja PP-IPs molekyylimäärien keskinäisiin kompensaatioihin ( toisiaan korvaavaisuuteen).

Inositolipyrofostaatti on pääsyt Karolinskaan

2009-12-11T02:31:00.001-08:00

Löysin Google haulla tutkimustyön, jota tehdään Karoliinisen instituutin helmoissa ja siihen kuuluu myös osa, jossa –sivumennen- katsotaan inositolipyrofosfaattien osuutta betasolujen signalointiin. Haa. Onnea vaan. On vain niin, että inositoliaineenvaihdunta tullee varmasti nielemään vähitellen tutkijan koko energian. Se ei ole niin valmiina, että sitä voi sivumennen tutkia.
Tässä allaolevassa kuvassa on jo tunnettu 3-kinaasi mainittu kuvassa, se kinaasi, jota caffeini estää ja on hyödyksi antidiabeettisella tavalla.
http://switchgeargenomics.com/wp-content/uploads/2009/08/insulin-receptor-pic.jpg

Meneillään oleva tutkimustyö:
Berggren, Per-Olof. Signal-transduction in the pancreatic beta cell.
Karolinska Institutet - Institutionen för molekulär medicin och kirurgi. 2008-11-04

Suomennan tutkijan projektin alustusta.

(1) Työn tarkoituksena on saada ymmärrystä niistä solumekanismeista, jotka säätelevät insuliinin erittymistä beeta-soluista normaalioloissa ja miksi mekanismit eivät toimi diabeteksessa.
Målsättningen med det aktuella forskningsprojektet är att förstå de cellulära mekanismer som reglerar frisättningen av insulin från våra beta celler under normala betingelser och varför dessa inte fungerar vid diabetes.

(2) Tässä yhteydessä on eräitä tärkeitä asioita selvitettävänä.
Ensinnäkin täytyy ymmärtää
· ne signaalit, joita verensokeri kehkeyttää
· sekä ne eri aineet, joita erittyy muista kuin beetasoluista haiman hormoneita vapauttavasta osasta ja ympäröivistä hermoista
· ja myös ne aineet, jotka pääsevät beetasoluun verisuonisysteemin kautta.
I detta sammanhang finns det några viktiga saker att klargöra. För det första så måste vi förstå de signaler som genereras av socker i blodet samt av de olika ämnen som frisätts från icke-beta celler i den hormonfrisättande delen av bukspottkörteln och omgivande nerver såväl som av de ämnen som når beta cellen via blodkärlssystemet.

(3) Näiden signaalien täytyy tulla beetasolun integroimiksi, jotta syntyisi ne edellytykset, mitä tarvitaan insuliinin muodostumiseen ja sen vapauttamiseen.
Dessa signaler måste integreras av beta cellen för att skapa de förutsättningar som behövs för att finjustera såväl bildningen som frisättningen av insulin.

(4) Toiseksi on käsitettävä niitä solumekanismeja, jotka aktivoituvat, kun beetasolu in integroimassa eri signaaleita.
För det andra så måste vi förstå de cellulära mekanismer som aktiveras då beta cellen integrerar dessa olika signaler.

(5) Kolmanneksi on ymmärrettävä, miten beetasolu toimii elävässä organismissa, kun haimarauhasen hormoneja erittävästa osasta on huolehtimassa sekä verisuonet että hermot.
För det tredje så måste vi förstå hur beta cellen fungerar i den levande organismen där den hormonfrisättande delen av bukspottkörteln är försörjd av såväl blodkärl som nerver.

(6) Tämän takia tutkijan mielenkiinnon kohteena on seuraavat seikat.
Därför kommer jag att fokusera mitt intresse på att klargöra

1. Solufunktiolle spesifiset ja tärkeät valkuaisaineet, proteiinit tai jonikanavat, jotka kuljettavat varauksellisia Ca++ atomeita (kalsiumjoneja) beeta-soluun ja miten nämä käyttäytyvät normaaliolosuhteissa ja diabeteksessa.
Hur specifika och viktiga äggviteämnen för cellulär funktion, proteiner eller jonkanaler, som transporterar laddade kalciumatomer, kalciumjoner, in i beta cellen beter sig under normala betingelser samt vid diabetes.

2. Kuinka kalsiumjoni käyttäytyy ja mitä tämä merkitsee beetasolujen funktiolle ja elossapysymiselle.
Hur kalciumjonsignalen beter sig och vad detta betyder för beta cellens funktion och överlevnad.

3. Kuinka varsinainen insuliinia vapauttava koneisto vaikuttuu, jos manipuloidaan joittenkin avaintekijöitten saatavuutta.
Hur själva det maskineri som reglerar frisättningen av insulin påverkas om man manipulerar tillgängligheten på vissa nyckelspelare.

4. Kuinka muodostuu eräät spesifiset aineet, joita sanotaan inositolipyrofosfaateiksi ja mikä merkitys näillä on beetasolujen funktiolle ja elossapysymiselle.
Hur specifika ämnen som heter inositol pyrofosfater bildas och vilken betydelse dessa har för beta cellens funktion och överlevnad.

5. Kuinka beetasolu toimii elävässä organismissa.
Hur beta cellen fungerar i den levande organismen.

Tähän tarkoitukseen tullaan käyttämään uutta tekniikkaa, jonka tutkijaryhmä on äskettäin kehittänyt ja mikä tekee mahdolliseksi tutkia yksityiskohtaisesti beetasolufunktion kaikkia aspekteja ja elossapysymistä elävässä organismissa ilman että joutuu tekemään koe-eläimelle toimenpiteitä ja myös pitkän ajan kuluessa. Jotta voitaisiin kehittää diabetesta vastaan uusia lääkkeitä ja terapiaperiaatteita on välttämätöntä mmärtää, miten insuliinia vapauttava beetasolu toimii solutasossa ja elävässä elimistössä.

För detta ändamål kommer vi att använda en ny teknik som vi nyligen har utvecklat (Nature Medicine on line, publication 7 March 2008) och som gör det möjligt att i detalj studera alla aspekter av beta cells funktion och överlevnad i den levande organismen utan några ingrepp på försöksdjuret och under lång tid. Att på cellulär nivå och i den levande organismen förstå hur den insulinfrisättande beta cellen fungerar är ett måste om man skall kunna utveckla nya mediciner och behandlingsprinciper mot diabetes.

2009-12-11 11:26

(Kommenttini: Tutkija on oikeilla jäljillä. Toivon menestystä!)

Betaolun funktiossakin inositoliaineenvaihdunta on kuin Spanska trappan Roomassa. Kun niitä aikansa nousee, pääsee ylätasanteelle(= pyrofosfaattien integroitu säätely), jossa on Villa Medici ja valtavan suuri paratiisin puu) ja saa hyvät näköalat asiaan-Roomaan... tarkoitan, että kun joka rappu onnistuu jotenkuten, niin että tulee lopulta ylätasanteelle, diabeettista solua ei ole, vaan keho toimii normaalisti, sen diabeettisuus on ylitetty ongelma.

Mutta inositolijärjestelmän jokainen molekyyli ja entsyymi on yksi niistä rapuista, ja jos nyt vielä hokee kerran: Pitäisi tehdä elintarviketaulukot fytiinistä ja inositolista, niin tulevaisuus helpottuisi terapiamenetelmien suhteen sitten aikanaan. Inositoli kilpailee sokeriaineenvaihdunnan kanssa jotenkin ja sen exogeenisesti saadun määrän osuus on tuntematon tekijä.

On tuntematonta miten paljon nykyihminen ja entisajan ihminen käyttää/ käytti fytiiniä ravinnossa ja täten saa/ sai niitä valmiita inositolirenkaita kehoon.

Nobel ja telomeeri

2009-12-10T14:24:00.000-08:00

KLINIK OCH VETENSKAP. Kliinistä ja tieteellistä

(1) Flera forskningsmål i sikte … inte bara nya cancerterapier
Nobelpriset om telomerers skyddsfunktion kan ge stor klinisk nytta
Useita tutkimuskohteita on tähtäimessä...ei vain uusia syöpäterapioita.Nobelpalkinto telomeerien suojaavasta vaikutukseta antanee suurta kliinistä hyötyä.

Artikkelin kirjoittajat:
Göran Roos, professor, överläkare; goran.roos( schnabel-a) medbio.umu.se
Pia Osterman, forskningsingenjör; båda institutionen för medicinsk biovetenskap, enheten för patologi, Umeå universitet

YHTEENVETOA

(2) Kun oli keksitty TELOMEERIEN rakenne ja TELOMERAASIN funktio, oli saatu tehtyä perustus sellaiselle tutkimuskentälle, joka viime 25 vuoden aikana on laajentunut räjähdyksenomaisesti, mitä julkaistujen artikkeleitten määrään tulee.
Genom upptäckten av telomerens struktur och telomerasets funktion lades grunden för ett forskningsfält, som under de senaste 25 åren vuxit närmast exponentiellt om man ser till antalet publicerade artiklar.

(3) Ensiksi tutkittiin DNA:n toistuvia sekvenssejä( jaksoja) yksisoluisissa organismeissa ja tästä urautui alkuun hyvin laaja sekä kokeellinen että kliinisluontoinen tutkimus.
Det som startade med studier av repetitiva DNA-sekvenser hos en encellig organism har initierat en mycket bred forskning av såväl experimentell som klinisk natur.

(4) Tämä tutkimus on osoittanut, että TELOMEERIT ja TELOMERAASI ovat funktioltaan konservatiivisia eri organismeissa ja että TELOMEERIT ovat tärkeitä solujen luonnollisessa vanhentumisessa.
Denna forskning har visat att telomerer och telomeras är funktionellt konserverade i olika organismer och att telomerer är viktiga för cellers naturliga åldrande.

(5) TELOMERAASIKOMPLEKSIN geenimutaatiot aiheuttavat sairauksia.
Mutationer i telomeraskomplexets gener är sjukdomsframkallande.

(6) Syöpäsolulle on ominaista kyky pitää yllä tiettyä TELOMEERIPITUUTTA; TELOMERAASIKOMPLEKSI onkin potentielli syöpäterapioitten kohde
En central egenskap för cancerceller är förmågan att upprätthålla en viss telomerlängd, och telomeraskomplexet utgör ett potentiellt mål för nya cancerterapier.

(7) Etukäteen julkaistua. Suunniteltu julkaisu 4/2010.
Förhandspublicering. Planerad publicering i Läkartidningen nr 4/2010

(8) Vuoden 2009 Nobelin palkinto fysiologiassa tai lääketieteessä on jaettu Elizabeth H Blackburnin, Carol W Greiderin ja Jack W Szostakin kesken . Palkinto annetaan siitä löydöstä, että kromosomeja suojaa TELOMEERIT ja ENTSYYMI TELOMERAASI. Tämä löytö on suuri läpilyönti kautta biomedisiinisen alueen ja täten sai ansaitun palkkionsa.
2009 års Nobelpris i fysiologi eller medicin – som tilldelats Elizabeth H Blackburn, Carol W Greider och Jack W Szostak för upptäckten av »hur kromosomerna skyddas av telomerer och enzymet telomeras« – belönar fynd som fått stort genomslag inom skilda biomedicinska forskningsfält.

(9) Palkittu löytö tehtiin 1980-luvulla tutkittaessa hiivasoluja ja Tetrahymena-protozooaorganismia, joka on sovelias kromosomirakenteen ja funktion solubiologisiin analyyseihin , koska sillä on runsas määrä sopivia kromosomeja.
Den belönade upptäckten gjordes på 1980-talet under studier av jästceller och Tetrahymena, en protozo med riklig mängd kromosomer lämpliga för cellbiologiska analyser av kromosomers uppbyggnad och funktion.

(10) Ensimmäisissä julkaisuissa kuvattiin kromosomien päätyosien , TELOMEERIEN, rakennetta ja ne näyttivät olevan koostuneet toistuvista DNA-jaksoista, sekvensseistä; ihmisellä jaksona oli TTAGGG/CCCTAA.
I de första publikationerna [1, 2] beskrevs strukturen av kromosomernas ändpartier, telomererna, vilka visades vara uppbyggda av repetitiva DNA-sekvenser([TTAGGG/CCCTAA]n hos människa).

(11) TELOMEERIEN PITUUS vaihtelee eri kromosomien, eri solutyyppien ja eri lajien kesken. Ihmisellä esiintyvät TELOMEERIT ovat keskimäärin 6 000- 10 000 emästä pitkiä.
Telomerernas längd varierar mellan olika kromosomer, i olika celltyper och bland olika arter och är i medeltal hos människa 6 000–10 000 baser långa.

(12) Metafaasissa olevan solun hybridisoinnilla ja fluorokromilla merkatuilla telomeerikoettimilla on saatu käsitystä TEMOMEERIEN asemasta ja niiden pituuden vaihtelusta eri kromosomien päädyissä. Niiden pääasiallisena funktiona on myöhemmin osoittautunut olevan kromosomin suojaaminen hajoamiselta.
In situ-hybridisering av celler i metafas med användning av en fluorokrommärkt telomerprob illustrerar vackert telomerernas position och att de varierar i längd (här = signalstyrka) mellan olika kromosomändar (Figur 1). Deras huvudsakliga funktion har senare visats vara att stabilisera och skydda kromosomerna från nedbrytning.

(13) Samoihin aikoihin suunnilleen osoitettiin (lähinnä sidekudossolujen) soluviljelmillä, että TELOMEERIT lyhenivät jokaisessa solunjakautumisessa, mikä oli ilmiö, jota teoreettisesti oli aiemminkin jo uumoiltu tapahtuvan.
Ungefär samtidigt visade studier av cellkulturer (främst av bindvävsceller) att telomererna förkortas för varje celldelning, ett fenomen som tidigare på teoretiska grunder förutsatts kunna ske [3].

(14) Normaaleissa ihmissoluissa kromosomit nimittäin menettävät 50-200 emäsparia(bp) TELOMEERIPÄÄDYSTÄ jokaisessa solunjakautumisessa johtuen siitä, että DNA-sekvenssiä ei koskaan voida replikoida ihan päätyyn asti, mikä on ns. päätteen replikaation ongelmaa.
I normala humana celler tappar nämligen kromosomerna 50–200 baspar i slutet av telomeren för varje celldelning, beroende på att DNA-sekvensen inte kan replikeras fullt ut, det s k ändreplikationsproblemet (Figur 2).

(15) On ajateltu niin, että TELOMEERIT on koostu roju-DNA:sta, mikä sinänsä ei koodaa mitään proteiinia, mutta joka voi toimia kuin tikittävä kello solun iän suhteen. Mitä lyhempiä TELOMEERIT ovat , sitä useampia solunjakaumia on solut läpikäyneet.
Telomeren kan anses vara uppbyggd av »skräp-DNA«, som inte kodar för något protein men som kan fungera som en »klocka« för cellens ålder. Ju kortare telomererna är, desto fler celldelningar har cellen genomgått.

(16) On myös voitu osoittaa vahvaa yhteyttä lyhyitten TELOMEERIEN ja sen hetken kesken, jolloin normaalit solut lopettavat jakautumisensa; tämä tarkoittaa sitä, että kriittisellä rajalla ei enää salliudu useampia solunjakautumisia ja solu alkaa vanhentua ja lopulta kuolee.
Man kunde också visa en stark koppling mellan korta telomerer och när normala celler slutar dela sig; dvs vid en kritisk gräns tillåts inte fler delningar, och cellen börjar åldras för att slutligen dö.

(17) TELOMERAASI antaa solulle kykyä ikuistua.
Telomeras ger cellen förmåga till evigt liv

(18) Jotta solut voisivat käydä läpi suuren määrän solunjakautumisia, vaaditaan mekanismia, joka YLLÄPITÄÄ TELOMEERIEN PITUUTTA. Tätä mekanismia ei tunnettu ennen vuotta 1985, jolloin Carol Greider ja Elizabeth Blackburn julkaisivat artikklin, jossa he kuvasivat sellaista entsyymiaktiivisuutta Tetrahymenassa , mikä saattoi pidentää ja luoda uusia TELOMERAASIPÄÄTTEITÄ.
För att celler ska kunna genomgå ett stort antal celldelningar krävs en mekanism som gör att telomerernas längd upprätthålls. Denna mekanism var okänd fram till 1985 då Carol Greider och Elizabeth Blackburn publicerade en artikel [4] där de beskrev att enzymaktivitet i proteinextrakt från Tetrahymena kunde förlänga och skapa nya telomerändar (Figur 2).

(19)
Sittemmin tätä aktiivisuutta kutsuttiin nimellä TELOMERAASI. Se osoittautui olevan käänteinen transkriptaasi, siis sen lisäksi että siinä oli proteiiniosa katalyyttisine aktiivisuuksineen , niin siinä oli mukana myös RNA-komponentti, joka toimi mallina sille nukleotidisekvenssille, mitä kromosomipäätyihin lisätään.
Denna aktivitet kom senare att kallas telomeras och visade sig vara ett omvänt transkriptas, dvs förutom en proteindel med katalytisk aktivitet bär det med sig en RNA-komponent som fungerar som en mall för den nukleotidsekvens som adderas till kromosomändarna (Figur 3).

(20) Blackburn ja Greider olivat ensimmäisiä, jotka osoittivat RNA-komponentin funktion ja merkityksen. Lääketieteen alueella on TELOMERAASIN osoittaminen lisännyt osaltaan tuumoritautien ymmärtämistä, mutta TELOMEERIEN BIOLOGIA on ilmeisesti tärkeä myös muiden tautien kehkeytymisessä.
Blackburn och Greider var även de första att påvisa RNA-komponentens funktion och betydelse [5]. Inom medicinen har påvisandet av telomeras bidragit till ökad förståelse för tumörsjukdomar, men telomerers biologi har visats vara viktig även för uppkomst av andra sjukdomar.

(21) TELOMERAASI on varsinaisesti multiproteiini-RNA-kompleksi, jonka rakenneosaset vaihtelevat eri lajien kesken. Aktiivi kompleksi ihmisessä muodostuu katalyyttisen alayksikön (hTERT) dimeereistä, RNA-komponentista (hTR) ja dyskeriinistä. Dyskeriini on proteiini, joka sitoutuu RNA-molekyyliin.
Telomeras är egentligen ett multiprotein-RNA-komplex, vars beståndsdelar varierar mellan olika arter. Det aktiva komplexet hos människa utgörs av dimerer av den katalytiska subenheten (hTERT), RNA-komponenten (hTR) och dyskerin, ett protein som binder till RNA-molekylen.

(22) Mainittujen rakenneosasten lisäksi on osoittautunut, että TELOMERAASIKOMPLEKSIN kanssa voi käydä interaktioon koko joukko muitakin proteiineja.
Förutom dessa beståndsdelar har en mängd olika proteiner visats kunna interagera med telomeraskomplexet.

(23) TELOMERAASIN tärkeyttä yksisoluiselle "kuolemattomiksi" katsotuille organismille osoittaa se, että TELOMERAASIN MUTAATIO, joka aiheuttaa lyhentyneitä TELOMEEREJA, on niille soluille kuolettava.
Att telomeras är viktigt för encelliga organismer, som kan anses odödliga, bevisas av att om man muterar telomeraset förkortas telomererna, och cellerna dör.

(24) TELOMERAASIAKTIIVISUUTTA voidaan osoittaa oelvan spermioissa, blastokystassa ja useimmissa sikiöaikaisissa kudoksissa varhaisrasakuden aikana ja siten se katoaa.
Telomerasaktivitet kan påvisas i spermier, i blastocyststadiet och i de flesta embryonala vävnader tidigt under graviditeten för att därefter försvinna.

(25) TELOMERAASIA ei tavallisesti esiinny aikuisuudessa normaaleissa kehonsoluissa. Poikkeuksena ovat kantasolut ja epiteelin sekä luuytimen progeniittorisolut sekä veren ja imusolmukkeiden aktivoidut lymfosyytit. Säännönmukaan kyse on sellaisista soluista, jotka jatkuvasti uusiutuvat kautta elämän ,joten niille on eduksi saada uusia TELOMEERISEKVENSSIN lisukkeita. TELOMERAASIAKTIVITEETTI on usein ohimenevää ja solujen erilaistuessa tapahtuu sen vaimennussäätö.
Telomeras uttrycks vanligtvis inte i vuxna normala kroppsceller. Undantag är stamceller och progenitorceller i epitel och benmärg samt aktiverade lymfocyter i blod och lymfkörtlar. Som regel rör det sig om celler i vävnader som ständigt förnyas under livet och där det är en fördel att ibland kunna ge ett nytillskott av telomersekvenser. Telomerasaktiviteten är ofta övergående och nedregleras när cellerna differentierar.

(26) Normaalisoluissa havaittavissa oleva TELOMERAASIAKTIVITEETTI on tavallisesti niin heikkoa, että se ei pysty estämään TELOMEERIPITUUDEN lyhenemistä iän lisääntyessä. Yksi poikkeus on ja se on spermatogeneesi , missä TELOMERAASIN aktiivisuus iän lisääntyessä johtaa tiettyyn pitenemiseen spermioitten TELOMEEREISSÄ. Onhan luonnollisesti mitä tärkein seikka, että se DNA, jonka tehtävänä on ylläpitää tulevia sukupolvia, on niin stabiilia kuin mahdollista ja tähän myötävaikuttaa seprmioitten DNA:n tehokas TELOMEERISUOJA.
Den telomerasaktivitet som kan detekteras i normala celler är vanligtvis inte tillräckligt hög för att förhindra förkortning av telomerlängd med stigande ålder. Ett undantag är spermatogenesen, där telomerasets aktivitet med ökande ålder faktiskt leder till viss förlängning av spermiernas telomerer. Det är naturligtvis av yttersta vikt att det DNA som ska bidra till framtida generationer är så stabilt som möjligt, och till detta bidrar ett fungerande »telomerskydd« för spermie-DNA:t.

(27) Prosessissa on mukana useita proteiineja.
Flertal proteiner med i processen

(28)TELOMEERIPITUUDEN solusäätö ( joka on hyvin monimutkainen), ei ole vielä täysin selvitetty asia. TELOMERAASIN lisäksi on koko joukko proteiineja, jotka sitoutuvat TELOMEEREIHIN ja säätelevät niiden pituutta ja TELOMERAASI-entsyymin pääsyä niihin käsiksi.
Den cellulära regleringen av telomerlängden, som är mycket komplex, är i dagsläget inte helt klarlagd. Förutom telomeras finns det ett flertal proteiner som binder till telomererna och reglerar deras längd och tillgänglighet för telomeras.

(29) Kaikkein tunnetuimpia näistä proteiineista on kuusi, jotka muodsotavat SHELTERIN-KOMPLEKSIN (TRF1, TRF2, Rap1, TIN2, TPP1 ja Pot-1). Shelteriinikompleksin koostumus on tärkeä TELOMEERIEN rakenteelle ja avustaa solua erottamaan toimviat kromosomipäätteet DNA-vaurioista.
Bland de mest studerade är sex proteiner som tillsammans bildar shelterinkomplexet (TRF1, TRF2, Rap1, TIN2, TPP1 och Pot-1) [6]. Sammansättningen av shelterinkomplexet är viktig för strukturen av telomererna och hjälper cellen att skilja funktionella kromosomändar från DNA-skador.

(30) TELOMEEREJÄ tavataan kahta konformaatiota, joka avointa tai T-silmukaksi rullautunutta (TELOMERLOOP) . Silmukkarakenteessa TELOMEERIPÄÄTY on omalla TELOMEERISEKVENSSILLÄ ja se tulee siten suojatuksi.
Telomeren kan ses i två konformationer, antingen som »öppen« eller upprullad i en T-loop (telomerloop). I T-loopsstrukturen har telomeränden invaderat sin egen telomersekvens och blir på så vis skyddad.

(31) Tautia-aiheuttavat TELOMERAASIMUTAATIOT.
Sjukdomsframkallande telomerasmutationer

(32) TELOMERAASIN eri komponenttien mutaatiot ovat omanneet vakavia vaikutuksia moniin solutyyppeihin ja elimiin ja osaltaan vaikuttaneet eri sairauksien esiintymistä. Yhteistä näille taudeille on vaikutus luuytimen soluihin, joilla on näissä potilaissa LYHEMMÄT TELOMEERIT kuin vastaavilla terveillä henkilöillä. MUTAATIOT hTR- ja hTERT-geeneissä esiintyy mm potilailla, joilla on diagnoosina idiopaattinen aplastinen anemia tai myelodysplastinen syndrooma.
Mutationer i telomerasets olika komponenter har visat sig ge allvarliga effekter i många celltyper och organ och kan bidra till uppkomst av skilda sjukdomar. Gemensamt för många av dessa sjukdomar är påverkan på benmärgens celler, vilka hos dessa patienter har kortare telomerer än vad motsvarande friska personer har. Mutationer i hTR- eller hTERT-generna förekommer hos bl a patienter med diagnosen idiopatisk aplastisk anemi eller myelodysplastiskt syndrom [7].

(33) Dyskeratosis congenita on eräs monisysteemisäiraus, johon liittyy ihon pigmentoituminen, kynsimuutokset, suun limakalvon leukoplakia, kyynelkanavien surkastuminen, aplastinen anemia, keuhkofibroosi ja miespotilailla kivessurkastuma. Tässä sairaudessa on joko dyskeriinigeenin(DKC1) tai hTERT- tai hTR-geenin mutaatio. Tavallisin on DKC1 geenin mutaatio (35%)
Dyskeratosis congenita är en multisystemsjukdom associerad med kutan pigmentering, nagelförändringar, leukoplaki i munslemhinnan, atresi av tårkanalen, aplastisk anemi, lungfibros och hos manliga patienter som regel testikelatrofi. Vid denna sjukdom är antingen genen för dyskerin (DKC1) eller hTERT- eller hTR-genen muterad. Vanligast är mutationer i DKC1-genen (35 procent) [8].

(34) DKC1-geenimutaatioita löytyy myös potilailta, joilla on Høyeraal–Hreidarssons syndroma Oireyhtymään kuuluu aplastinen anemia, immuunivaje, mikrokefalia ja kasvunhäiriö.
Mutationer i DKC1-genen hittar man även hos patienter med Høyeraal–Hreidarssons syndrom, en multisystemsjukdom som karakteriseras av aplastisk anemi, immunbrist, mikrocefali och tillväxtstörning [9].

(35) idiopaattinen keuhkofibroosi alkaa aikuisuudessa ja johtaa letaaliin keuhkosidekudoksen muuntumiseen. Taudissa on perinnöllisiä ja sporadisia muotoja. Nykyisin on osoitettu, että hTERT- ja hTR-geenit johtavat telomeerien lyhenemiseen, mikä ajan myötä osaltaan lisää herkkyyttä idiopaattisen keuhkofibroosin kehittymiseen.
Idiopatisk lungfibros debuterar i vuxen ålder och leder till letal bindvävsomvandling av lungparenkymet. Såväl ärftliga som sporadiska former av sjukdomen finns. Nyligen har visats att mutationer i hTERT- eller hTR-generna resulterar i telomerförkortning, vilken med tiden bidrar till ökad känslighet för att utveckla idiopatisk lungfibros [10].

(36) TELOMEERIEN ja syövän välinen yhteys.
Koppling mellan telomerer och cancer

(37) Jos kromosomista puuttuu TELOMEERIT, tämä tilanne vastaa DNA-vauriota, kaksoissäikeen vauriota, jota solu koettaa korjata. Eräs tapa korjata tällaista vauriota on asettaa eri kromosomipäädyt yhteen niin, että muodostuu disentrisiä kromosomeja. Solunjakautumisessa niillä on riskinä murtua, jolloin kromosomaalinen materiaali jakautuu tasaisesti tytärsolujen kesken. Täten voi muodostua kromosomipoikkeamia, mistä teoreettisesti ottaen voi syntyä tuumoreita. Tuumoreilla näyttää myös olevan lyhempiä TELOMEEREJÄ kuin vastaavasa nomaalikudoksessa, minkä selittänee, että tuumorisolut ovat käyneet läpi suuremman määrän solunjakautumisia kuin normaalikudos.
Kromosomer utan telomerer kan liknas vid en DNA-skada, ett dubbelsträngsbrott, som cellen försöker att reparera. Ett sätt kan vara att olika kromosomändar sätts ihop så att dicentriska kromosomer bildas. Vid celldelning riskerar de att brytas sönder, varvid det genetiska materialet fördelas ojämnt mellan dottercellerna. På detta vis kan kromosomala avvikelser uppstå, vilka teoretiskt kan bidra till tumöruppkomst. Det har också visat sig att tumörer har kortare telomerer än motsvarande normalvävnad, vilket kunde förklaras med att tumörcellerna genomgått ett jämförelsevis större antal celldelningar än normalvävnaden.

(38) 1990-luvun alussa tutkittiin munuaissyöpää ja oletettiin, että tuumoreitten läpikäymien solusyklien määrä voitaisiin retrospektiivisesti arvioida analysoimalla niiden TELOMEERIEN PITUUS. Tuloksena oli kuten odotettuakin, että useimmillä tuumoreilla oli normaalia munuaiskudosta lyhemmät TELOMEERIT ja tästä tietomäärästä käsin laskettiin läpikäytyjen solusyklien määrä. Ei ollutkuitenkaan yhteyttä solusyklien määrällä ja tuumorin koolla.Tuumorin koko voinee riippua TELOMERAASIAKTIIVISUUDESTA, jota silloin ei vielä oltu osoitettu tuumoreista , vaikkakin kyllä koeputkessa maligneista soluista.
Vi studerade i början av 1990-talet njurcancer och antog att antalet cellcykler som tumörerna hade genomgått skulle kunna bedömas retrospektivt genom att analysera deras telomerlängd. Resultatet var som väntat att de flesta tumörerna hade kortare telomerer än normal njurvävnad, och utifrån dessa data gjordes beräkningar av antal genomgångna celldelningar [11]. Vi fann dock att det inte fanns någon koppling mellan antal beräknade celldelningar och tumörstorlek och föreslog att det kunde bero på telomerasaktivitet, som man då ännu inte påvisat i tumörer men väl i kulturer av maligna celler in vitro.

(39) Samana vuonna osoitettiin ensimmäistä kertaa AKTIIVIA TELOMERAASIA ihmisen maligniteeteissa.
Samma år påvisades också för första gången aktivt telomeras i humana maligniteter [12, 13].

(49)Aktiviteetin osoittaminen vaati konventionellia molekyylibiologista menetelmää, joka vei aikaa, oli suhteellisen epäherkkä ja vaati paljon soluja. Pian sen jälkeen esitettiin PCR-tekniikka, jossa TELOMERAASITUOTE (= vastikään muodostuneet telomeerisekvenssit) saatettiin tehdä moninkertaisiksi ja täten visualisoida. PCR-metodilla on paljon parempi herkkyys ja niinkin vähän kuin 50- 100 telomeraasipositiivista solua voidaan havaita. Sitten edistyttiin nopeasti TELOMEERIBIOLOGISISSA TUTKIMUKSISSA ja erilaisista malliorganismeista saatu tieto on rikastanut ihmissoluista tehtyjä tutkimuksia hyvin positiivisella tavalla.
För att kunna visa denna aktivitet användes konventionell molekylärbiologisk metodik, som var tidsödande, relativt okänslig och krävde många celler. Snart därefter presenterades en PCR-baserad teknik med vilken telomerasprodukten (nybildade telomersekvenser) kan mångfaldigas och därigenom visualiseras [14]. PCR-metoden har mycket högre känslighet, och så lite som 50–100 telomeraspositiva celler kan detekteras. Därefter startade en snabb utveckling av telomerbiologisk forskning, där data från skilda modellorganismer berikat studier av mänskliga celler på ett mycket positivt sätt.

(50) TELOMERAASILLA on kaksoisrooli tuumorin kehityksessä.
Telomeras spelar dubbelroll i tumörutveckling

(51) Vaikuttaa siltä, että TELOMERAASILLA on tuplaroolit.
Toisaalta sen funktiona on estää tuumoreitten muodostuminen siten, että se säädetään useimmissä solutyypeissä vaimentumaan syntymän jälkeen. Sellaiset solut voivat käydä läpi rajallisen määrän solunjakautumisia ennenkuin TELOMEERIT tulevat KRIITTISEN LYHYIKSI ja solut saavat sitten signaaleita, jotka johtavat kasvunpysähtymään.
Telomeras verkar alltså kunna spela dubbla roller. Å ena sidan är dess funktion att förhindra uppkomst av tumörer genom att det nedregleras i de flesta celltyper efter födseln. Dessa celler kan genomgå ett begränsat antal celldelningar innan telomererna blir kritiskt korta och cellen får signaler som leder till tillväxtstopp.

(52) Toisaalta TELOMERAASI antaa osansa tuumorin syntymiseen, kun se aktivoituessaan stabilisoi/pidentää TELOMEERIEN PITUUTTA, mitkä antaa mahdollisuuksia solunjakautumisiin ja periaatteessa rajattomaan kasvuun.
Å andra sidan bidrar telomeras till tumöruppkomst genom att det vid aktivering stabiliserar/förlänger telomerlängden, vilket möjliggör fler celldelningar och i princip obegränsad tillväxt.

(53) Hanahan et Weinberg ovat identifioineen tämän rajattoman replikatiivisen potentiaalin, kyvyn rajattomaan määrään solunjakautumisia. Tähän kykyyn tarvitaan tietyn TELOMEERIPITUUDEN intaktina säilyminen. Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että 80-90%:ssa kaikista maligneista tuumoreista esiintyy AKTIIVIA TELOMERAASIA ja siis kykyä pitää TELOMEERIT riittävinä. Kuten yllä mainittiin tuumoreitten TELOMEERIPITUUDET ovat kyllä lyhempia kuin normaalikudoksissa huolimatta TELOMERAASIN läsnäolosta.
I en ofta citerad översiktsartikel identifierade Hanahan och Weinberg [15] »cancerns kännetecken«, och ett av dessa var »obegränsad replikativ potential«, dvs förmåga till obegränsat antal celldelningar. För denna förmåga krävs att en viss telomerlängd behålls intakt, och i ett stort antal studier har visats att 80–90 procent av alla maligna tumörer har aktivt telomeras och alltså förmåga att bibehålla sina telomerer. Som påpekats ovan är telomerlängden i tumörer ofta kortare än i motsvarande normal vävnad, trots närvaro av telomeras.

(54) Tässä voi pohtia, onko TELOMERAASIAKTIIVISUUS myöhäistapahtuma tuumorin kehittymisessä. Eräs mahdollinen skenaario on, että solut ovat hankkineet mutaatioita, jotka stimuloivat niitä kasvamaan kontrolloimattomasti sekä stimuloivat niitä olemaan reagoimatta normaaleihin jarruttaviin signaaleihin. Ne lyhentävät TELOMEERINSA ja hankkivat lisää geneettisiä muuntumisia, jotka voivat johtaa mm TELOMERAASIN aktivoitumiseen. TELOMERAASI sitten stabilisoi lyhyemmät TELOMEERIPÄÄTTEET ja mahdollistaa rajattomat solunjakautumiset
Man kan här spekulera om huruvida telomerasaktivering är en sen händelse i tumörutvecklingen. Ett tänkbart scenario är att cellerna erhåller mutationer som stimulerar dem att växa okontrollerat och inte reagera på normala bromsande signaler. De förkortar sina telomerer och erhåller fler genetiska förändringar, som kan leda till bl a aktivering av telomeras. Telomeraset stabiliserar härefter den korta telomerlängden och möjliggör obegränsad celldelning.

(55) TELOMERAASINEGATIIVISET tuumorit ovat siis epätavallisia ja usein ne ovat kehittäneet toisen mekanimsin pitääkseen yllä TELOMERAASIPITUUTTA. Tällainen mekanismi rakentuu homologiin rekombinaatioon ja sitä kutsutaan ALT (alternatiivi TELOMEERIEN pidentyminen) . ALT-mekanismia nähdään ennenkaikkea sarkoomassa ja aivotuumoreissa. Ei olla selvillä siitä, miten suuri osa telomeraasinegatiivisista tuumoreista käyttää ALT ja pystyykö molemmat mekanismit( ALT ja TELOMERAASI) toimimaan samaan aikaan tuumoreissa. In vitro( koeputkessa) voidaan kombinoida nämä kaksi järjestelmää.
Telomerasnegativa tumörer är alltså ovanliga, och de har ofta utvecklat en annan mekanism för att upprätthålla telomerlängden. Denna mekanism bygger på homolog rekombination och kallas ALT (alternative lengthening of telomeres). ALT-mekanismen ses framför allt i sarkom och hjärntumörer. Det är inte känt hur stor andel av de telomerasnegativa tumörerna som använder sig av ALT och huruvida bägge mekanismerna (ALT och telomeras) kan samexistera i tumörer. In vitro, i cellinjer, har man kunnat kombinera dessa två system.

(56) Moni tutkimus selvittää ihmistuumorien TELOMERAASIAKTIIVISUUTTA suhteessa taudin kliiniseen kulkuun ja enusteeseen. Tulokset ovat ristiriitaisia useimpien tuumorimuotojen shteen ja varhaiset tiedot yhteyksistä korkean telomeraasiaktiivisuuden ja huonon ennusteen kesken eivät näytä pitävän paikkaansa.
Ett stort antal studier har analyserat telomerasaktivitet i humana tumörer i relation till kliniskt förlopp och prognos. Resultaten är motstridiga för de flesta tumörformer, och tidiga data som fann en koppling mellan höga telomerasnivåer och dålig prognos har inte visat sig hålla.

(57) TELOMERAASIPITUUS on ehkä tärkeämpi seikka kuin TELOMERAASIAKTIIVISUUS.
Telomerernas längd kanske viktigare än telomerasaktivitet

(58) Tuumorisoluissa näyttää olevan tärkeämpi seikka TELOMEERIEN PITUUS eikä niinkään TELOMERAASIN AKTIIVISUUS: Tämä pätee erityisesti hematopoieettisiin maligniteetteihin, joista saadun tiedon mukaan lyhyitä TELOMEEREJÄ vastaa progressiivinen tauti.
En viktigare faktor än telomerasaktivitet verkar den faktiska telomerlängden i tumörcellerna vara. Detta gäller speciellt hematopoetiska maligniteter för vilka ett genomgående fynd är att korta telomerer är associerade med progressiv sjukdom.

(59) Tutkituin tauti tässä suhteessa on KLL, krooninen lymfaattinen leukemia, jossa TELOMERAASIPITUUS( ja KORKEA TELOMERAASIAKTIIVISUUS) on osoittautunut riippumattomaksi prognostiseksi merkitsijäksi. Vastaavankaltainen löytö on tehty multippelista myeloomasta ja myelodysplastisesta oireyhtymästä. Tässä indisoi lyhyet TELOMEERIT pikaisempaa kehitystä kohti akuuttia leukemiaa. Ref. 16 antaa yleiskatsausta telomeeripituudesta biologisena merkitsijänä maligniteetissa.
Den mest studerade sjukdomen i detta avseende är kronisk lymfatisk leukemi där telomerlängd (och hög telomerasaktivitet) visats vara en oberoende prognostisk biomarkör. Liknande fynd har gjorts vid multipelt myelom och myelodysplastiskt syndrom. Här indikerar korta telomerer snabbare utveckling till akut leukemi. I referens 16 ges en översikt av telomerlängd som biomarkör vid malignitet.

(60) TELOMERAASI syöpäterapiassa kohteena. Telomeras som mål för cancerterapi

(61) Koska TELOMERAASI on aktivoituneena useimmissa maligneissa tuumoreissa ja puuttuu useimmista normaaleista soluista, on TELOMERAASI teoreettisesti ottaen kiehtova syöpäterapian kohde. Erilaisia menetelemiä on jo kokeellisissa ja kliinisissa vaiheissa. TELOMERAASIN ESTON pitäisi johtaa TELOMEERIEN LYHENEMISEEN ja lopulta solukuolemaan, mutta tarvittaneen aivan liian monta solunjakaumaa ennenkuin tällainen efekti saavutettaisiin. Tämän takia on ajateltu käyttää TELOMERAASINESTÄJÄÄ kirurgian ja solumyrkkyhoidon jälkeen "käsittelemään" jäljellä jääneitä tuumorisoluja. On päätelty, että normaalit solut, joissa on ohimenevästi aktivoitunutta telomeraasia , eivät vaikuttuisi vakavasti sellaisesta käsittelystä.
Eftersom telomeras är aktiverat i merparten av maligna tumörer och saknas i de flesta normala celler, är telomeras ett teoretiskt attraktivt mål för cancerterapi. Skilda tillvägagångssätt testas nu experimentellt och i kliniska försök [17]. Hämning av telomeras bör leda till telomerförkortning och slutligen cellens död, men det kan behövas (alltför) många celldelningar innan denna effekt uppnås. Därför har en tanke varit att använda telomerashämmare efter kirurgi och cellgiftsbehandling för att »ta hand om« eventuella kvarvarande tumörceller. Det har bedömts att normala celler med övergående aktivering av telomeras inte påverkas allvarligt av sådan behandling.

(62) Voidaan harkita tulevaisia terapeuttisia järjestelmiä, joissa vaikutus on suoraan toksinen niissä soluissa jotka ilmentävät TELOMERAASIA. Kliinisissä kokeissa on nykyhetkellä TELOMERAASIN INHIBIITTOREITA ja myös TERT- immuuniterapiaa, missä ajatuksena on stimuloida immuunivastetta ja "siivota pois" tuumorisoluja, jotka ilmentävät TELOMERAASIA.
Man kan även tänka sig framtida terapeutiska ansatser, där effekten är direkt toxisk i celler som uttrycker telomeras. Kliniska försök pågår i dagsläget med telomerasinhibitorer och även med TERT-immunterapi, där tanken är att stimulera immunförsvaret att »städa bort« tumörceller som uttrycker telomeras.

(63) TELOMEERIEN biologia kytkeytyy vahvasti solujen vanhenemiseen.
Telomerernas biologi starkt kopplad till cellers åldrande

(64) Kute yllä on viitattu soluviljelmissä on vahvaa yhteyttä TELOMEERIEN LYHENEMÄN ja solujakautumisten lukumäärän kesken. Samalla tavalla on vanhemmillä henkilöillä veriroluissaan LYHEMPIÄ TELOMEEREJÄ kuin nuorilla. On myös tavallaista, että naisilla on jonkin verran PITEMPIÄ TELOMEEREJÄ kuin miehillä , mistä on siten tehty yhteyksiä naisten ja miesten elinikään. Näyttää siltä, että naiset menettävät TELOMEERISEKVENSSIÄ kuin miehet jokaisessa hematopoieesin solunjakautumassa.
Som påpekats ovan finns i cellkulturer en stark koppling mellan telomerförkortning och antal celldelningar. På samma sätt ses kortare telomerer i blodceller hos äldre individer än hos yngre personer. Det är också så att kvinnor i sina blodceller har något längre telomerer än män, varför det har varit naturligt att göra en koppling till kvinnors och mäns livslängd. Kvinnor tycks således förlora mindre telomersekvens än män för varje celldelning inom hematopoesen.

(65) Geneettisesti modifioiduilla hiirillä, joilta puuttuu toimiva TELOMERAASI, ei havaita aluksi mitään muutoksia. Tämä johtuu siitä, että hiirillä on aluksi HYVIN PITKÄT TELOMEERIT ja vasta neljännessä sukupolvessa tulee esiin niin lyhyitä TELOMEEREJA, että fenotyyppisiä muutoksia on havaittavissa. Silloin hiirillä on harmaa turkki, huono haavojen paraneminen, limakalvojen surkastumaa maha-suolikanavassa, huonontuneet veriarvot ja steriliteettiä, muutoksia, jotka muistuttavat osittain normaalia vanhenemista.
Genetiskt modifierade möss som saknar fungerande telomeras visar initialt inga förändringar. Detta beror på att möss har mycket långa telomerer, och först efter fyra generationer har telomererna blivit så korta att fenotypiska förändringar uppträder. Mössen visar då gråhårig päls, dålig sårläkning, slemhinneatrofi i mag–tarmkanalen, försämrade blodvärden och sterilitet, förändringar som delvis påminner om naturligt åldrande.

(66) On tauteja, joissa yhtenä oireena on varhainen vanheneminen. Nämä potilaat omaavat lyhempiä TELOMEEREJA kuin vastaavat terveet. Näiden sairauksien taustana vaikuttaa olevan mutaatiot sellaisissa geeneissä, jotka avustavat DNA-vaurion korjaantumista.
Det finns sjukdomar där ett av symtomen är för tidigt åldrande (ataxi–telangiektasisyndromet, Werners syndrom, Fanconis anemi), och dessa patienter uppvisar kortare telomerer än motsvarande friska individer. Bakomliggande orsak för dessa sjukdomar verkar vara mutationer i gener som bidrar till reparation av DNA-skador.

(67) TELOMEERIEN BIOLOGIA on siis vahvasti liittynyt solujen replikatiivisen kykyyn ja solujen ikääntymiseen, mutta ikääntymisprosessi on orgaanitasossa paljon monimutkaisempaa ja siihen vaikuttaa joukko erilaisia tekijöitä.
Telomerernas biologi är således starkt associerad med cellers replikativa förmåga och med cellulärt åldrande, men på organismnivå är åldrandeprocessen mycket mer komplicerad och påverkas av en rad skilda faktorer.

(68) Verisolujen TELOMEERIPITUUS toimii biologisena merkitsijänä.
Blodcellers telomerlängd fungerar som biomarkör

(69) Ihmisen verisoluista on tehty paljon TELOMEERIPITUUTTA koskevia tutkimuksia, samoin telomeeripituuden suhteesta patofysiologisiin ja epidemiologisiin tekijoihin ja eri sairauksiin. Lyhemmät TELOMEERIT potilailla kontrolleihin verrattuna tavataan esim hypertoniassa, diabeteksessa, syövässä, lihavuudessa, verenlipidien epänormaaliuksissa, pitkässä psyykkisessä rasituksessa, inaktiviteetissa ja tupakanpolttajilla. Eri tutkimustulokset ovat toisistaan poikkeavia jonkin verran eikä olla tultu yksimielisyyteen oikeastaan näistä minkään tekijän suhteen.
För människa finns det många studier av telomerlängd i blodceller och dess relation till patofysiologiska och epidemiologiska faktorer samt till skilda sjukdomar. Kortare telomerer hos patienter än i matchade kontrollmaterial har beskrivits vid t ex hypertoni, diabetes, cancer, fetma, abnorma blodlipider, långvarig psykisk belastning, inaktivitet och hos rökare. Skilda publikationer är dock inte helt överensstämmande, och konsensus har knappats nåtts helt avseende någon av dessa faktorer.

(70) Monessa tilassa/faktorissa yhteinen nimittäjä, joka on yhdistettävissä lyhyisiin TELOMEEREIHIN, on oksidatiivinen stressi , mikä on tunnettu tekijä aiheuttamassa lisääntyneitä TEMOMEERIMENETYKSIÄ. Epidemiologiset analyysit ovat vaikeita tehdä, koska varhaisen elämän TELOMEERIPITUUS määräytyy perimän mukaan, lähinnä isän puolelta, ja myöhemmin vaikuttuu elämäntyylistä ja ympäristötekijöistä. Lisäksi eräs komplisoiva tekijä on sekin, että YKSILÖLLINEN TELOMEERIPITUUS osittain määräytyy TELOMEERIEN ALKUPITUUDESTA siten, että pitkät TELOMEERIT omaavalla yksilöllä on tietyssä ajanjaksossa kaikkein huomattavin TELOMEERIEN LYHENTYMINEN
En gemensam nämnare för många tillstånd/faktorer som kopplats till kortare telomerer är oxidativ stress, vilket är en känd faktor som kan bidra till ökade telomerförluster. Analyser av epidemiologisk natur är svåra, eftersom vår telomerlängd tidigt i livet till stor del bestäms av arvet (främst från fadern) för att senare påverkas av livsstil och omgivningsfaktorer. Ytterligare en komplicerande faktor är att den individuella telomerförlusten till en del bestäms av ursprungslängden på telomererna, på så sätt att individer med långa telomerer visat den mest uttalade telomerförkortningen under en viss tidsperiod.

(71) Hämmentävä, mutta mielenkiintoinen löytö on sekin, että veren TELOMEERIPITUUS voi olla prognostinen tekijä syövässä. Prognoosi on huonompi niillä, joilla on pitkät telomeeritperifeerisen veren "buffy-coat-soluissa ( jyväisissä valkosoluissa , imusoluissa ja monosyyteissä). Tämä on havaittu rinta-ja munuaissyöpäpotilailta. Molemmsisa ryhmissä oli telomeeripituus riippumaton prognostinen indikaattori. Nämä tiedot osoittavat, että TELOMEERIPITUUS veressä ei ole staattinen, vaan voi vaikuttua tuumoritaudista. Näiden muutosten taustamekanismit ovat monimutkaisia eikä niitä ole vielä selvitetty.
Ett förvånande men intressant fynd är att telomerlängd i blod kan vara en prognostisk faktor vid cancer. Den patientgrupp som hade långa telomerer i buffy coat-celler (granulocyter, lymfocyter och monocyter) från perifert blod befanns nämligen ha sämre prognos än övriga patienter. Detta resultat har erhållits från patienter med såväl bröst- som njurcancer. I båda patientgrupperna var telomerlängd en signifikant oberoende prognostisk indikator [16]. Dessa data tyder ytterligare på att telomerlängden i blod inte är statisk utan kan påverkas, som i detta fall av tumörsjukdom. Mekanismerna bakom dessa förändringar är komplexa och har ännu inte klarlagts.

Kirjoittajien antamat viitteet:

Referenser
1. Shampay J, Szostak JW, Blackburn EH. DNA sequences of telomeres maintained in yeast. Nature. 1984;310(5973):154-7.
2. Szostak JW, Blackburn EH. Cloning yeast telomeres on linear plasmid vectors. Cell. 1982;29(1):245-55.
3. Harley CB, Futcher AB, Greider CW. Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts. Nature. 1990;345(6274):458-60.
4. Greider CW, Blackburn EH. Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts. Cell. 1985;43:405-13.
5. Greider CW, Blackburn EH. A telomeric sequence in the RNA of Tetrahymena telomerase required for telomere repeat synthesis. Nature. 1989;337(6205):331-7.
6. de Lange T. Shelterin: the proteincomplex that shapes and safeguards human telomeres. Genes Dev. 2005; 19(18):2100-10.
7. Yamaguchi H, Baerlocher GM, Lansdorp PM, Chanock SJ, Nunez O, Sloand E, et al. Mutations of the human telomerase RNA gene (TERC) in aplastic anemia and myelodysplastic syndrome. Blood. 2003;102(3):916-8.
8. Mitchell JR, Wood E, Collins K. A telomerase component is defective in the human disease dyskeratosis congenita. Nature. 1999;402(6761):551-5.
9. Knight SW, Heiss NS, Vulliamy TJ, Aalfs CM, McMahon C, Richmond P, et al. Unexplained aplastic anaemia, immunodeficiency, and cerebellar hypoplasia (Hoyeraal-Hreidarsson syndrome) due to mutations in the dyskeratosis congenita gene, DKC1. Br J Haematol. 1999;107(2):335-9.
10. Tsakiri KD, Cronkhite JT, Kuan PJ, Xing C, Raghu G, Weissler JC, et al. Adult-onset pulmonary fibrosis caused by mutations in telomerase. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104(18):7552-7.
11. Mehle C, Ljungberg B, Roos G. Telomere shortening in renal cell carcinoma. Cancer Res. 1994;54(1):236-41.
12. Counter CM, Hirte HW, Bacchetti S, Harley CB. Telomerase activity in human ovarian carcinoma. Proc Natl Acad Sci U S A. 1994;91(8):2900-4.
13. Nilsson P, Mehle C, Remes K, Roos G. Telomerase activity in vivo in human malignant hematopoietic cells. Oncogene. 1994;9(10):3043-8.
14. Kim NW, Piatyszek MA, Prowse KR, Harley CB, West MD, Ho PL, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science. 1994;266:2011-5.
15. Hanahan D, Weinberg RA. The hallmarks of cancer. Cell. 2000;100(1):57-70.
16. Svenson U, Roos G. Telomere length as a biological marker in malignancy. Biochim Biophys Acta. 2009;1792(4):317-23.
17. Harley CB. Telomerase and cancer therapeutics. Nat Rev Cancer. 2008;8(3);167-79.
KUVAT
Figur 1. Fluorescent in situ-hybridisering (FISH) av normala celler i metafas och interfas. Signalstyrkan är proportionell mot telomerlängden. FISH-preparation: Sofie Degerman, institutionen för medicinsk biovetenskap, Umeå universitet, och Katarina Nordfjäll, ST-läkare, Östersunds sjukhus.

Figur 2. Normala celler förlorar sina telomerer, och maligna, telomeraspositiva celler behåller sina telomerer för varje celldelning. Utan telomeras förkortas kromosomen varje gång cellen delar sig. Slutligen bryts den ner. Telomeras förlänger telomeren och säkerställer därmed att kromosomen inte blir kortare. Grafik: Annika Röhl/Nobelkommittén för fysiologi eller medicin
http://www.lakartidningen.se/store/images/9/9508/large/Fig2ny.jpg

Figur 3. Principskiss av hur telomeras förlänger telomerer. Angiven DNA-sekvens för telomeren avser Tetrahymena. Enzymet telomeras arbetar på kromosomens ände; det består av ett protein och en RNA-sekvens. RNA-delen är mall när telomer-DNA bildas i änden på kromosomen. Grafik: Annika Röhl/Nobelkommittén för fysiologi eller medicin
http://www.lakartidningen.se/store/images/9/9509/large/Fig3ny.jpg

Telomeereistä on kiinnostusta ihan Nobel-tasolla

2009-12-10T14:14:00.001-08:00

LÄHDE: KLINIK OCH VETENSKAP
Nobelpriset om telomerers skyddsfunktion kan ge stor klinisk nytta
2009 års Nobelpris i fysiologi eller medicin för upptäckten av hur kromosomerna skyddas av telomerer och enzymet telomeras belönar fynd som fått stort genomslag inom skilda biomedicinska forskningsfält. Flera forskningsmål är i sikte, inte bara vad gäller nya cancerterapier.
http://mail.google.com/mail/?hl=sv&tab=wm#inbox/1257a550f23fc9f3

Toistan edellisen kirjoitukseni yhden lähteen:

I6.)Inositolifisfosfaattisignalointi säätelee telomeerien pituutta.
York SJ, Armbruster BN et al. Inositol diphosphate signaling regulates telomere length. J Biol Chem. 2005 Feb 11;280(6):4264-9. Epub 2004 Nov 23.PMID: 15561716

PLC-entsyymistä riippuva inositolifosfaattisignalointitie saa aikaan erilaisia välittäviä signaaleita (messengers), joita muodostuu IP3:sta käsin ja ne kontrolloivat geeniexpressiota ja mRNA:n -kuljetusta ulos tumasta.

PLC =phospholipase C
IP3 on tässä inositol 1,4,5-trisphosphate.

Tässä artikkelissa tutkijat raportoivat telomeerien pituuden säätelyä PP-IP4 molekyylillä, jota tuottaa KCS1 geenituote.

PP-IP4 = diphosphorylinositol tetrakisphosphate.
Jos PP-IP4 tuottuminen poistetaan, telomeerit alkavat muodostua pitemmiksi.
Jos PP-IP4 molekyyliä tuottuu ylimäärin, telomeerit lyhenevät.
Tämä vaikutus vaatii Tel1 läsnäoloa( hiivalla tämä vastaa ihmisen ATM (= protein mutated in the human disease ataxia telangiectasia).

Nämä tiedot osoittavat, että on in vivo olemassa säätelylinkki inositolipolyfosfaattisignaloinnin ja checkpoint kinaasien perheen kesken ja samalla he kuvaavat kolmannen nukleaarisen prosessin, jota moduloi PLC aktivaatio.

KOMMENTTI:
Koska inositoli/fytiini) aineenvaihdunta vaikuttaa telomeeriasiaan, suomennan vähitellen koko Nobel-palkinnon saaneen teleomeeria koskevan aiheiston, vaikka siinä ei mainita sanaa inositoli tai fytiini tai mitään koko PI/IP-alueesta. Sitä paitsi minun täytyy suomentaa se sitäkin varten, että saan paremmin käsitettyä sen kohdan mitä IP/PI modifioi/ moduloi.Onhan IP ravintotekijä myös.