Medical Biochemistry Commons^™

Biochemical And Biophysical Methods For Analysis Of Poly(Adp-Ribose) Polymerase 1 And Its Interactions With Chromatin., Maggie H. Chassé, Uma M. Muthurajan, Nicholas J. Clark, Michael A. Kramer, Srinivas Chakravarthy, Thomas Irving, Karolin Luger

Manuscripts, Articles, Book Chapters and Other Papers

Poly (ADP-Ribose) Polymerase I (PARP-1) is a first responder to DNA damage and participates in the regulation of gene expression. The interaction of PARP-1 with chromatin and DNA is complex and involves at least two different modes of interaction. In its enzymatically inactive state, PARP-1 binds native chromatin with similar affinity as it binds free DNA ends. Automodification of PARP-1 affects interaction with chromatin and DNA to different extents. Here we describe a series of biochemical and biophysical techniques to quantify and dissect the different binding modes of PARP-1 with its various substrates. The techniques listed here allow for high …

Reactive Oxygen Species-Induced Global Dna Hypomethylation In Bladder Cancer Is Mediated Via Increased Formation Of 8-Hydroxy-2'-Deoxyguanosine, Patcharawalai Whongsiri

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Oxidative stress, as a consequence of the elevated reactive oxygen species (ROS), has been implicated in various chronic diseases including cancers by, for examples, causing oxidative DNA damage and altering epigenetic regulation. Long interspersed element-1 (LINE-1) is an only active retrotransposable elements in human DNA, comprising up to 17% of the whole genome. LINE-1 hypomethylation is reported in bladder cancer and evidently it is a consequence of oxidative stress. In this study, we investigated the expression of 5-methylcytosine (5-mC), 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG), LINE-1-endoced protein (ORF1p), histone H3K9me3 and HP1 alpha in bladder cancer tissues. Mechanistic insight into how oxidative stress affected …

Mc-Ppea As A New And More Potent Inhibitor Of Clp-Induced Sepsis And Pulmonary Inflammation Than Fk866., Peixin Huang, Mark W Lee, Keivan Sadrerafi, Daniel P. Heruth, Li Q. Zhang, Dev Maulik, Shui Qing Ye

Manuscripts, Articles, Book Chapters and Other Papers

Our previous study indicated that overexpression of nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) aggravated acute lung injury, while knockdown of NAMPT expression attenuated ventilator-induced lung injury. Recently, we found that meta-carborane-butyl-3-(3-pyridinyl)-2E-propenamide (MC-PPEA, MC4), in which the benzoylpiperidine moiety of FK866 has been replaced by a carborane, displayed a 100-fold increase in NAMPT inhibition over FK866. Here, we determined the effects of MC4 and FK866 on cecal ligation and puncture (CLP) surgery-induced sepsis in C57BL/6J mice. MC4 showed stronger inhibitory effects than FK866 on CLP-induced mortality, serum tumor necrosis factor α (TNFα) levels, pulmonary myeloperoxidase activity, alveolar injury, and interleukin 6 and interleukin1β messenger …

The Potential Role Of Oxidative Stress In Reduced Uterine Perfusion Pressure Vascular Reactivity, Abigail J. Gindlesberger

Williams Honors College, Honors Research Projects

Preeclampsia is a hypertensive disease of pregnant women that is known to cause detrimental physiological complications to both the mother and fetus. The hypertension hypothesized to result from endothelial dysfunction may be improved therapeutically by increasing Vascular Endothelial Growth Factor ligand concentration and it’s Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 2 (VEGF and VEGFR2). Together, this receptor pathway may help overall vasodilation of key blood vessels linking the mother and fetal placental unit, allowing for increased clinical pathologies of both. Previous studies have also linked increased reactive oxygen species (ROS) production in preeclamptic pregnancies to the damaged endothelial tissues of the …

Multifaceted Role Of Neuropilins In The Immune System: Potential Targets For Immunotherapy., Sohini Roy, Arup K. Bag, Rakesh Singh, James E. Talmadge, Surinder K. Batra, Kaustubh Datta

Journal Articles: Biochemistry & Molecular Biology

Neuropilins (NRPs) are non-tyrosine kinase cell surface glycoproteins expressed in all vertebrates and widely conserved across species. The two isoforms, such as neuropilin-1 (NRP1) and neuropilin-2 (NRP2), mainly act as coreceptors for class III Semaphorins and for members of the vascular endothelial growth factor family of molecules and are widely known for their role in a wide array of physiological processes, such as cardiovascular, neuronal development and patterning, angiogenesis, lymphangiogenesis, as well as various clinical disorders. Intriguingly, additional roles for NRPs occur with myeloid and lymphoid cells, in normal physiological as well as different pathological conditions, including cancer, immunological disorders, …

Hematuria Without Microalbuminuria, Angela Ferguson, Vimal Chadha, Amy Wiebold, Uttam Garg

Posters

Background

Microabubiminuria is a condition in which small amounts of albumin are excreted in the urine without overt nephropathy. Based on the

American Diabetic Association classification, microalbuminuria is defined as urinary excretion of albumin of 30–300 mg per 24 hours or 20–200 mcg/min or 30–300 mcg/mg creatinine. Various conditions such as diabetes, hypertension, and impaired renal tubular reabsorption can lead to microalbuminuria. Microalbuminuria is an indicator and predictor of the development of overt nephropathy. If identified and treated early, overt nephropathy can be prevented and averted. Proteinuria and hematuria are the two most common urinary abnormalities encountered during routine urinalysis. …

The International Scientific Association For Probiotics And Prebiotics (Isapp) Consensus Statement On The Definition And Scope Of Prebiotics, Glenn R. Gibson, Robert W. Hutkins, Mary Ellen Sanders, Susan L. Prescott, Raylene A. Reimer, Seppo J. Salminen, Karen Scott, Catherine Stanton, Kelly S. Swanson, Patrice D. Cani, Kristin Verbeke, Gregor Reid

Department of Food Science and Technology: Faculty Publications

In December 2016, a panel of experts in microbiology, nutrition and clinical research was convened by the International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics to review the definition and scope of prebiotics. Consistent with the original embodiment of prebiotics, but aware of the latest scientific and clinical developments, the panel updated the definition of a prebiotic: a substrate that is selectively utilized by host microorganisms conferring a health benefit. This definition expands the concept of prebiotics to possibly include non-carbohydrate substances, applications to body sites other than the gastrointestinal tract, and diverse categories other than food. The requirement for selective …

Investigating Novel Methods Of Interaction With Pharmaceutically Relevant Enzymes, Cory T. Reidl

Dissertations

Metalloproteins requiring one or more metal ions for normal function make up 30% of all known proteins, and many critical biological pathways contain at least one metallo-enzyme. Di-nuclear metallo-proteins constitute a large class of these proteins yet we currently lack effective methods of inhibiting these enzymes for the development of new medical therapies, particularly for the discovery of new antibiotics. Our work has focused on developing novel functionalities that selectively interact with di-nuclear catalytic centers, and we are targeting three separate di-zinc-metallo-enzymes that are unique to bacteria and play key roles in their growth and development. These enzymes are DapE, …

บทบาทของกลุ่มโปรตีนเอ็มทอร์ 2 ต่อการเติมหมู่ฟอสเฟตบนโปรตีนเทาที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์, นราวิชญ์ พชรกุลนนท์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โรคอัลไซเมอร์ เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดโรคสมองเสื่อม เกิดจากโปรตีน Aβ และ tau ที่ตกตะกอนภายในและภายนอกเซลล์ประสาทตามลำดับ และเกิดเป็น amyloid beta plaques และ neurofibrillary tangles (NFT) โปรตีน mTOR complexes ซึ่งเป็น serine/threonine protein kinase ถูกจัดกลุ่มออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ mTORC1 และ mTORC2 โดย mTORC1 นั้นมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพต่าง ๆ เช่น การสังเคราะห์โปรตีน และการแบ่งตัวของเซลล์ ในขณะที่ mTORC2 นั้นเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของเซลล์ อย่างไรก็ตามยังไม่พบหลักฐานการศึกษาว่า mTORC2 มีความเกี่ยวข้องกับกลไกการควบคุมการเติมหมู่ฟอสเฟตมากผิดปกติ (hyperphosphorylation) ของโปรตีน tau หรือไม่ ดังนั้น งานวิจัยนี้ต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง mTORC2 กับการเกิดการเติมหมู่ฟอสเฟตมากผิดปกติบนโปรตีน tau โดยตรวจสอบการทำงานโปรตีนด้วยเทคนิค western blot analysis พบว่า การทำงานที่ลดลงของ mTOR complexes ภายใต้สภาวะบ่มเซลล์ด้วย AZD8055 และสภาวะยับยั้งการแสดงออกของยีน RICTOR สามารถลดปริมาณ pTau (Ser214) ได้ นอกจากนี้ จากการศึกษาตำแหน่งของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ mTORC2 และ tau พบว่าโปรตีนเหล่านี้น่าจะมีปฏิสัมพันธ์กัน จึงทำการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง mTORC2 และ tau ด้วยเทคนิค affinity purification mass spectrometry เพื่อค้นหาโปรตีนที่ทำงานร่วมกันเป็นระบบ เมื่อวิเคราะห์ผลการทดลอง พบว่า mTORC2 และ tau อาจจะไม่ได้จับกันโดยตรง อย่างไรก็ตาม มีโปรตีนตัวกลางที่เกี่ยวข้องกับทั้ง mTORC2 และ tau โดยเฉพาะโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของเซลล์ คือ gelsolin, plectin, cytoplasmic dynein …

ดีเอ็นเอเมทิลเลชันในเม็ดเลือดขาวและเซลล์เยื่อบุข้อของผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม, นิภาภรณ์ ธีระวัฒนพงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โรคข้อเข่าเสื่อมเกิดจากการอักเสบเรื้อรังภายในข้อทำให้กระดูกอ่อนผิวข้อเสื่อมสภาพ และมีการงอกของเนื้อกระดูกบริเวณขอบข้อ และการอักเสบบริเวณเยื่อบุข้อ โดยพบมากในผู้สูงอายุ กระบวนการอักเสบภายในข้อของผู้ป่วยมีผลต่อการความไม่สมดุลของจีโนม การแสดงออกของยีนภายในร่างกาย ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการควบคุมของ DNA methylation ผ่านกลไกของ epigenetics อย่างไรก็ตามการศึกษา LINE-1 methylation กับระดับความรุนแรงของโรคข้อเสื่อมยังมีจำนวนน้อย การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจวัดระดับ LINE-1 methylation และความยาวเทโลเมียร์ (relative telomere length, RTL) ในเซลล์เม็ดเลือดขาวของผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม และศึกษาผลของ tumor necrosis factor-α (TNF-α) ภาวะเครียดออกซิเดชัน (H2O2) และสารต้านอนุมูลอิสระ (tocopheryl acetate, TA) ต่อระดับ LINE-1 methylation ในเซลล์เยื่อบุข้อ รวมถึงระดับการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรคข้อเสื่อม โดยวิเคราะห์ระดับ LINE-1 methylation ด้วย combined bisulfite restriction analysis (COBRA) LINE-1 และวัดระดับการแสดงออกของยีนและ RTL ด้วย quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) ผลการศึกษาพบระดับ LINE-1 methylation ต่ำลงอย่างมีนัยสำคัญในเซลล์เม็ดเลือดขาวของผู้ป่วยโรคข้อเข่าเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม (P=0.008) นอกจากนี้ LINE-1 methylation (r = -0.300, P <0.001) และความยาวเทโลเมียร์ (r = -0.361, P < 0.01) มีความสัมพันธ์เชิงลบกับระดับความรุนแรงของโรคข้อเสื่อมโดยเกณฑ์ภาพถ่ายรังสี Kellgren-Lawrence (KL) grading แต่ไม่มีความสัมพันธ์ทางสถิติกับข้อมูลทางคลินิก แบบประเมิน VAS scores, KOOS, WOMAC และ Lesquense index ในผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม และระดับ LINE-1 hypomethylation ในเซลล์เม็ดเลือดขาวส่งผลต่อความเสี่ยงของการเกิดโรคข้อเข่าเสื่อมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (OR=1.97; 95%CI 1.11-3.49; P=0.02) ส่วนเซลล์เยื่อบุข้อมีระดับ LINE-1 methylation แนวโน้มต่ำลงในระยะเวลา 1 วัน หลังจากได้รับ 10 ng/ml TNF-α, 100 µM H2O2 และ pre-treatment ด้วย 50 µM TA ในทางกลับกันเซลล์เยื่อบุข้อในกลุ่มที่ได้รับ 10 ng/ml TNF-α มีระดับการแสดงออกของยีน IL-1ß, IL-6, MMP-3 และ VEGF สูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม ผลการศึกษานี้ทำให้สรุปได้ว่า LINE-1 methylation อาจมีบทบาทสำคัญต่อกระบวนการอักเสบและอาจนำมาใช้เป็นตัวบ่งชี้การดำเนินไปของผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม

บทบาทของระดับ Glypican-3 และ Sulfatase-2 ในเลือดในการวินิจฉัยโรคมะเร็งตับที่มีสาเหตุมาจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี, พิมพ์ทอง ทวีทองคำ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โรคมะเร็งตับ (HCC) เป็นโรคที่มีอุบัติการณ์สูงเมื่อเทียบกับโรคมะเร็งชนิดอื่น ในประเทศแถบเอเชียมักพบผู้ป่วยโรคมะเร็งตับซึ่งมีสาเหตุมาจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี จากการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าเอนไซม์ Sulfatase-2 (SULF2) มีการแสดงออกเพิ่มสูงขึ้นในบริเวณเนื้อเยื่อมะเร็งตับ เอนไซม์ชนิดนี้สามารถกระตุ้นการเจริญของเซลล์มะเร็งตับได้ผ่านกระบวนการ desulfation ภายในโมเลกุล Glypican-3 (GPC3) ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บของลิแกนด์ชนิด Wnt และมีการรายงานว่า GPC3 มีการแสดงออกเพิ่มสูงขึ้นในบริเวณเนื้อเยื่อมะเร็งตับเช่นเดียวกับ SULF2 การศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินบทบาทในการวินิจฉัยโรคมะเร็งตับของ SULF2 และ GPC3 ในผู้ป่วยโรคมะเร็งตับจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี ผลการวิเคราะห์การแสดงออกที่เปลี่ยนไปในระดับ mRNA ของ SULF2 และ GPC3 ด้วยเทคนิค Real-time PCR (RT-PCR) พบว่าในตัวอย่างเลือดของผู้ป่วยโรคมะเร็งตับ (N=93) มีระดับ mRNA ของทั้งสองยีนสูงที่สุดเมื่อเทียบกับกลุ่มผู้ป่วยโรคติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี (N=98) และกลุ่มผู้มีสุขภาพดี (N=50) (SULF2: 25.26± 38.10 และ 8.74±17.30 และ 5.33±12.78, P<0.001; GPC3: 32.47±35.38 และ 16.27±28.30 และ 3.67 ±4.45, P<0.001) ผลการวิเคราะห์ระดับโปรตีนในซีรั่มด้วยเทคนิค Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) พบปริมาณ SULF2 สูงสุดในผู้ป่วยโรคมะเร็งตับ (N=146) เมื่อเทียบกับกลุ่มผู้ป่วยโรคติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี (N=119) และกลุ่มผู้มีสุขภาพดี (N = 50) เช่นกัน (27.51±10.17 และ 18.56±5.21 และ 15.81±4.30 ng/ml, P<0.001) ขณะที่สามารถตรวจพบ GPC3 ได้มากที่สุดในกลุ่มผู้ป่วยโรคมะเร็งตับ เมื่อเปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพพบว่าระดับ SULF2 และ GPC3 ในซีรั่มเพียงชนิดเดียวมีประสิทธิภาพด้อยกว่า AFP แต่เมื่อนำ AFP ร่วมกับ SULF2 มาพิจารณาร่วมด้วยพบว่า AFP ร่วมกับ SULF2 มีประสิทธิภาพในการจำแนกผู้ป่วยมะเร็งตับจากผู้ไม่ได้เป็นมะเร็งตับได้ดีที่สุด นอกจากนี้ระดับของ SULF2 และ GPC3 ภายในซีรั่มสัมพันธ์กับระยะเวลาการรอดชีวิตของผู้ป่วยโรคมะเร็งตับอีกด้วย (P < 0.001). การศึกษานี้จึงสรุปได้ว่า SULF2 และ GPC3 ภายในซีรั่มของผู้ป่วยสามารถนำไปใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพและตัวพยากรณ์โรคมะเร็งตับที่มีสาเหตุมาจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบีได้

การศึกษาระดับการแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอสำหรับการวินิจฉัยโรคมะเร็งตับระยะแรกที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี, ภัทรพร นิ่มเสมอ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โรคมะเร็งตับเป็นหนึ่งในโรคมะเร็งที่สามารถพบได้ทั่วโลกและมีอัตราการตายเป็นอันดับต้นๆของโลก สาเหตุหลักที่พบเกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี ผู้ป่วยโรคมะเร็งตับส่วนใหญ่จะได้รับการวินิจฉัยในระยะท้ายของโรค ส่งผลให้มีอัตราการรอดชีวิตต่ำ ในปัจจุบันไมโครอาร์เอ็นเอมีบทบาทสำคัญในกระบวนการต่างๆภายในร่างกาย รวมทั้งการเกิดมะเร็ง เพราะฉะนั้นจึงสนใจศึกษาระดับการแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอในซีรั่มที่มีประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคมะเร็งตับระยะแรกที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี โดยทำการวิเคราะห์รูปแบบการแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอด้วยเทคนิค NanoString จากนั้นทำการวัดระดับการแสดงออกของตัวแทนไมโครอาร์เอ็นเอ ได้แก่ miR-21-5p และ miR-125b-5p ในชิ้นเนื้อจำนวน 22 ตัวอย่าง และในซีรั่มของกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี 50 ราย กลุ่มผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี 92 ราย และกลุ่มผู้ป่วยโรคมะเร็งตับที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี 98 ราย ด้วยเทคนิคเรียลไทม์พีซีอาร์ ผลการศึกษาพบว่า miR-21-5p มีแนวโน้มการแสดงออกสูงขึ้นในชิ้นเนื้อบริเวณส่วนที่เป็นมะเร็ง เมื่อเปรียบเทียบกับบริเวณข้างเคียง (P=0.068) นอกจากนั้น miR-21-5p ในซีรั่มของกลุ่มผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบีมีการแสดงออกสูงกว่าในกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี และกลุ่มผู้ป่วยโรคมะเร็งตับที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี (P=0.0019 และ P<0.001 ตามลำดับ) ในขณะที่การแสดงออกของ miR-21-5p ในซีรั่มของกลุ่มผู้ป่วยโรคมะเร็งตับที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบีมีแนวโน้มสูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี (P=0.2332) ในทางตรงกันข้าม miR-125b-5p มีการแสดงออกที่ลดลงในชิ้นเนื้อบริเวณส่วนที่เป็นมะเร็ง เมื่อเปรียบเทียบกับบริเวณข้างเคียง (P=0.0391) เช่นเดียวกับการแสดงออกของ miR-125b-5p ในซีรั่มของกลุ่มผู้ป่วยโรคมะเร็งตับที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี พบว่ามีระดับลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี และกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี (P=0.0234 และ P<0.001 ตามลำดับ) จากการวิเคราะห์ Receiver operating characteristic (ROC) พบว่าพื้นที่ใต้กราฟของการใช้ miR-125-5p ร่วมกับ alpha fetoprotein (AFP) มีค่าเท่ากับ 0.94 ซึ่งสูงกว่าการใช้ AFP หรือ miR-125b-5p เพียงอย่างเดียว ดังนั้น miR-125b-5p และ AFP น่าจะมีประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคมะเร็งตับระยะแรกที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี

Tp53-Inducible Glycolysis And Apoptosis Regulator (Tigar) Metabolically Reprograms Carcinoma And Stromal Cells In Breast Cancer., Ying-Hui Ko, Marina Domingo-Vidal, Megan Roche, Zhao Lin, Diana Whitaker-Menezes, Erin Seifert, Claudia Capparelli, Madalina Tuluc, Ruth C. Birbe, Patrick Tassone, Joseph M. Curry, Àurea Navarro-Sabaté, Anna Manzano, Ramon Bartrons, Jaime Caro, Ubaldo E. Martinez-Outshoorn

Department of Medical Oncology Faculty Papers

A subgroup of breast cancers has several metabolic compartments. The mechanisms by which metabolic compartmentalization develop in tumors are poorly characterized. TP53 inducible glycolysis and apoptosis regulator (TIGAR) is a bisphosphatase that reduces glycolysis and is highly expressed in carcinoma cells in the majority of human breast cancers. Hence we set out to determine the effects of TIGAR expression on breast carcinoma and fibroblast glycolytic phenotype and tumor growth. The overexpression of this bisphosphatase in carcinoma cells induces expression of enzymes and transporters involved in the catabolism of lactate and glutamine. Carcinoma cells overexpressing TIGAR have higher oxygen consumption rates …

Natural And Induced Mitochondrial Phosphate Carrier Loss: Differential Dependence Of Mitochondrial Metabolism And Dynamics And Cell Survival On The Extent Of Depletion., Erin L. Seifert, Aniko Gál, Michelle G. Acoba, Qipei Li, Lauren Anderson-Pullinger, Tünde Golenár, Cynthia Moffat, Neal Sondheimer, Steven M. Claypool, György Hajnóczky

Department of Pathology, Anatomy, and Cell Biology Faculty Papers

The relevance of mitochondrial phosphate carrier (PiC), encoded by SLC25A3, in bioenergetics is well accepted. However, little is known about the mechanisms mediating the cellular impairments induced by pathological SLC25A3 variants. To this end, we investigated the pathogenicity of a novel compound heterozygous mutation in SLC25A3 First, each variant was modeled in yeast, revealing that substituting GSSAS for QIP within the fifth matrix loop is incompatible with survival on non-fermentable substrate, whereas the L200W variant is functionally neutral. Next, using skin fibroblasts from an individual expressing these variants and HeLa cells with varying degrees of PiC depletion, PiC loss of …

The Yersinia Pestis Effector Yopm Inhibits Pyrin Inflammasome Activation., Dmitry Ratner, M Pontus A Orning, Megan K. Proulx, Donghai Wang, Mikhail A. Gavrilin, Mark D. Wewers, Emad S. Alnemri, Peter F. Johnson, Bettina Lee, Joan Mecsas, Nobuhiko Kayagaki, Jon D. Goguen, Egil Lien

Department of Biochemistry and Molecular Biology Faculty Papers

Type III secretion systems (T3SS) are central virulence factors for many pathogenic Gram-negative bacteria, and secreted T3SS effectors can block key aspects of host cell signaling. To counter this, innate immune responses can also sense some T3SS components to initiate anti-bacterial mechanisms. The Yersinia pestis T3SS is particularly effective and sophisticated in manipulating the production of pro-inflammatory cytokines IL-1β and IL-18, which are typically processed into their mature forms by active caspase-1 following inflammasome formation. Some effectors, like Y. pestis YopM, may block inflammasome activation. Here we show that YopM prevents Y. pestis induced activation of the Pyrin inflammasome induced …

Environmental Signaling Through The Target Of Rapamycin Complex 1 (Torc1) And The Regulation Of Epigenetic Mechanisms, Jason J. Workman

Theses and Dissertations (ETD)

The gene expression profile of a eukaryotic cell is responsive to a variety of extracellular stimuli, including nutrient availability, which allows cells to toggle between anabolism and catabolism based on the favorability of their environment. Much of this information is relayed through signaling complexes, such as the target of rapamycin complex 1 (TORC1), to downstream chromatin modifying enzymes. These enzymes impact the gene regulatory process through altered histone post-translation modifications, changes in chromatin structure, and docking of chromatin regulatory complexes. Yet, despite preliminary studies suggesting that TORC1 affects epigenetic mechanisms, including histone H3 lysine 56 acetylation (H3K56ac), almost nothing is …

Regulation Of Cancer Metastasis By Protein Kinase D1: A Global Regulatory Cascade, Aditya Ganju

Theses and Dissertations (ETD)

Protein Kinase D1 (PKD1) is a serine threonine kinase which is downregulated in Prostate, Breast and Colon Cancer. It functions as a tumor suppressor in different cancer cells. Downregulation of PKD1 is known to be associated with aggressiveness of the cancer. PKD1 is known to regulate many key oncogenic signaling pathways such as E-cadherin, β-catenin and Androgen Receptor signaling pathways. Aberrant expression of these oncogenic pathways leads to transformation of cells from normal to malignant phenotype, thereby leading to increased proliferation, growth and metastasis to distant organs of these cancer cells. Literature evidence also points to the fact that E-cadherin …

Palmitoylation Of Desmoglein 2 Is A Regulator Of Assembly Dynamics And Protein Turnover., Brett J. Roberts, Robert A. Svoboda, Andrew M. Overmiller, Joshua D. Lewis, Andrew P. Kowalczyk, My G. Mahoney, Keith R. Johnson, James K. Wahl

Department of Dermatology and Cutaneous Biology Faculty Papers

Desmosomes are prominent adhesive junctions present between many epithelial cells as well as cardiomyocytes. The mechanisms controlling desmosome assembly and remodeling in epithelial and cardiac tissue are poorly understood. We recently identified protein palmitoylation as a mechanism regulating desmosome dynamics. In this study, we have focused on the palmitoylation of the desmosomal cadherin desmoglein-2 (Dsg2) and characterized the role that palmitoylation of Dsg2 plays in its localization and stability in cultured cells. We identified two cysteine residues in the juxtamembrane (intracellular anchor) domain of Dsg2 that, when mutated, eliminate its palmitoylation. These cysteine residues are conserved in all four desmoglein …

Epoxyeicosatrienoic Acids Regulate Adipocyte Differentiation Of Mouse 3t3 Cells, Via Pgc-1Α Activation, Which Is Required For Ho-1 Expression And Increased Mitochondrial Function, Maayan Waldman, Lars Bellner, Luca Vanella, Joseph Schragenheim, Komal Sodhi, Shailendra P. Singh, Daohong Lin, Anand Lakhkar, Jiangwei Li, Edith Hochhauser, Michael Arad, Zbigniew Darzynkiewicz, Attallah Kappas, Nader G. Abraham

Biochemistry and Microbiology

Epoxyeicosatrienoic acid (EET) contributes to browning of white adipose stem cells to ameliorate obesity/diabetes and insulin resistance. In the current study, we show that EET altered preadipocyte function, enhanced peroxisome proliferation-activated receptor γ coactivator α (PGC-1α) expression, and increased mitochondrial function in the 3T3-L1 preadipocyte subjected to adipogenesis. Cells treated with EET resulted in an increase, P < 0.05, in PGC-1α and a decrease in mitochondria-derived ROS (MitoSox), P < 0.05. The EET increase in heme oxygenase-1 (HO-1) levels is dependent on activation of PGC-1α as cells deficient in PGC-1α (PGC-1α knockout adipocyte cell) have an impaired ability to express HO-1, P < 0.02. Additionally, adipocytes treated with EET exhibited an increase in mitochondrial superoxide dismutase (SOD) in a PGC-1α-dependent manner, P < 0.05. The increase in PGC-1α was associated with an increase in β-catenin, P < 0.05, adiponectin expression, P < 0.05, and lipid accumulation, P < 0.02. EET decreased heme levels and mitochondria-derived ROS (MitoSox), P < 0.05, compared to adipocytes that were untreated. EET also decreased mesoderm-specific transcript (MEST) mRNA and protein levels (P < 0.05). Adipocyte secretion of EET act in an autocrine/paracrine manner to increase PGC-1α is required for activation of HO-1 expression. This is the first study to dissect the mechanism by which the antiadipogenic and anti-inflammatory lipid, EET, induces the PGC-1α signaling cascade and reprograms the adipocyte phenotype by regulating mitochondrial function and HO-1 expression, leading to an increase in healthy, that is, small, adipocytes and a decrease in adipocyte enlargement and terminal differentiation. This is manifested by an increase in mitochondrial function and an increase in the canonical Wnt signaling cascade during adipocyte proliferation and terminal differentiation.

Peroxiredoxin Catalysis At Atomic Resolution, Arden Perkins, Derek Parsonage, Kimberly J. Nelson, O. Maduka Ogba, Paul Ha-Yeon Cheong, Leslie B. Poole, P. Andrew Karplus

Biology, Chemistry, and Environmental Sciences Faculty Articles and Research

Peroxiredoxins (Prxs) are ubiquitous cysteine-based peroxidases that guard cells against oxidative damage, are virulence factors for pathogens, and are involved in eukaryotic redox regulatory pathways. We have analyzed catalytically active crystals to capture atomic resolution snapshots of a PrxQ-subfamily enzyme (from Xanthomonas campestris) proceeding through thiolate, sulfenate, and sulfinate species. These analyses provide structures of unprecedented accuracy for seeding theoretical studies, and show novel conformational intermediates giving insight into the reaction pathway. Based on a highly non-standard geometry seen for the sulfenate intermediate, we infer that the sulfenate formation itself can strongly promote local unfolding of the active site to …