Etiketter

torsdag 1 december 2016

Aivotutkimuksen edistyksistä , proteomitekniikka

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27790089

Front Mol Neurosci. 2016 Oct 13;9:96. eCollection 2016.

Proteomic Substrate Identification for Membrane Proteases in the Brain.

Suomennosta
 
Aivoissa solu-solu-kommunikaatiota kontrolloi  multippelit mekanismitja niihin kuuluu proteolyysi.
kalvoon sitoutuneet proteaasit kehkeyttävät signaalimolekyylejä kalvoon sitoutuneista edeltäjäproteiineista ja kontrolloivat kalvopintaproteiiniepituutta ja toimintaa.Nämä proteaasit kuuluvat eri perheisiinkuten ADAM, BACE, MT-MMP, ja rhomboidit. 
ADAM =  A Disintegrin And Metalloprotease
BACE =  Beta-site Amyloid recursor protein Cleaving Enzyme  
MT-MMP = Membrane Type- Matrix Metallo protein
  • Cell-cell communication in the brain is controlled by multiple mechanisms, including proteolysis. Membrane-bound proteases generate signaling molecules from membrane-bound precursor proteins and control the length and function of cell surface membrane proteins. These proteases belong to different families, including members of the "a disintegrin and metalloprotease" (ADAM), the beta-site amyloid precursor protein cleaving enzymes (BACE), membrane-type matrix metalloproteases (MT-MMP) and rhomboids.
 Jotkut näistä proteaaseista , erityisesti ADAM10 ja BACE1 ovat näyttäneet olevan välttämättömiä aivojen  virheettömälle kehittymiselle ja myös myelinisaatiolle ja aikuisen hermokudoksen  neuronaalisille yhteyksille.
Lisäksi näitä proteaaseja pohditaan  lääkekohteina aivotaudeille joihin kuuluvat AD , skitsofrenia ja syöpä.
  • Some of these proteases, in particular ADAM10 and BACE1 have been shown to be essential not only for the correct development of the mammalian brain, but also for myelination and maintaining neuronal connections in the adult nervous system. Additionally, these proteases are considered as drug targets for brain diseases, including Alzheimer's disease (AD), schizophrenia and cancer.
 Vaikka näillä on biomedisiinistä relevanssia niin niden proteaasien molekulaariseta toiminnasta aivoissa ei ole  paljokaan yksityiskohtaista tutkimustietoa, koska niiden substraateista tiedetään niin vähän. Kun uusia proteomimenetelmiä on kehitetty, on mahdollsita tunnisitaa  kalvoon sitoutuneiden proteaasien substraatteja viljellyistä soluista, primäärineuroneista tai primääriaivosoluista ja jopa in vivo hiiren likvorin pienistä määristä.
  •  Despite their biomedical relevance, the molecular functions of these proteases in the brain have not been explored in much detail, as little was known about their substrates. This has changed with the recent development of novel proteomic methods which allow to identify substrates of membrane-bound proteases from cultured cells, primary neurons and other primary brain cells and even in vivo from minute amounts of mouse cerebrospinal fluid (CSF). 
 Tässä katsauksessa tehdään yhteenvetoa viimeaiakisista edistyksistä ja  valaistaan yksilöllisen proteomin metodiikan vahvuutta. Lopuksi  käytetään AD-taudin yhteydestä tunnettuja   proteaaseja BACE1, ADAM10 ja gamma-sekretaasi sekä signaalipeptidipeptidaasin kaltainen proteaasi 3 (SPPL3)   ja selvitetään miten  uusilla metodeilla  tapahtuva substraattien tunnistaminen  on keino selvittää näiden proteaasien fysiologisia funktioita aivoissa ja muissa elimissä.

  • This review summarizes the recent advances and highlights the strengths of the individual
  •  proteomic methods. Finally, using the example of the Alzheimer-related proteases BACE1, ADAM10 and γ-secretase, as well as ADAM17 and signal peptide peptidase like 3 (SPPL3), we illustrate how substrate identification with novel methods is instrumental in elucidating broad physiological functions of these proteases in the brain and other organs.

KEYWORDS:

ADAM10; ADAM17; Alzheimer’s disease; BACE; degradomics; protease; proteomics

onsdag 23 november 2016

Kallikreiinigeenit ja Kallikreiinireseptorit .Termi kallikreiini

http://sites.utoronto.ca/acdclab/pubs/ISI/000085476800003.pdf
ensin termi KALLIKREIINI:
 kallikreiini


kininogeniini
kininogenaasi
 määritelmä: 
 alun perin nisäkkäiden haimasta eristettyjä entsyymejä, jotka pilkkomalla suuria esimolekyylejä vapauttavat niistä verisuonten toimintaa sääteleviä peptidejä [1]
(kreik. kallikreas = haima)


kallikreinenglanti

proteaasit (yläkäsite)
http://www.tieteentermipankki.fi/wiki/Eläintiede:kallikreiini.)

Bradykiniinireseptori B1, Geeni BDKRB1, Kr. 14q32.2.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/623
 Geeni BDKRB1
Bradykiniinireseptori B1 
Muita nimiä  B1R; BKR1; B1BKR; BKB1R; BDKRB2; BRADYB1
Sijainti kromosomissa 14q32.2.

Bradykiniini on  yhdeksän aminohapon peptidi, jota kehittyy patofysiologisissa tiloissa, kuten tulehduksessa, traumoissa, palovammoissa, shokissa ja allergiassa.

Tälle peptidille on havaittu kahden tyyppisiä G-proteiiniin kytköksissä olevia reseptoreja, jotka sitä sitovat  ja välittävät  vasteita  mainittuihin patofysiologisiin tiloihin käyttämällä sekundääri -lähettijärjestelmää   PI/Ca(++) , fosfatidyyli-inositoli /jonisoitunut kalsium.

Tämän geenin BDKRB1 koodaama proteiini on toinen näistä reseptoreista ja  sitä syntetisoituu de novo seurauksena kudosvauriolle. Reseptoriin sitoutuminen johtaa sytosolisen kalsiumin  pitoisuuden nousuun , mikä johtaa lopulta kroonisiin  tai akuutteihin tulehdusvasteisiin. Tälle geenille on havaittu useita transkriptiovariantteja, jotka koodaavat erilaisia isoformeja.

(Suosittelen lukemaan yllä olevasta linkistä saatavat artikkelit. Siinäon paljon  pohdinnan  arvoista onkologian alalta).
 
  • Summary
Bradykinin, a 9 aa peptide, is generated in pathophysiologic conditions such as inflammation, trauma, burns, shock, and allergy. Two types of G-protein coupled receptors have been found which bind bradykinin and mediate responses to these pathophysiologic conditions. The protein encoded by this gene is one of these receptors and is synthesized de novo following tissue injury. Receptor binding leads to an increase in the cytosolic calcium ion concentration, ultimately resulting in chronic and acute inflammatory responses. Several transcript variants encoding different isoforms have been found for this gene. [provided by RefSeq, Sep 2011]

Bradykiniinireseptori B2. Geeni BDKRB2 Kr. 14q32.2

Bradykiniinireseptori B2 Kromosomi 14q32.2

Suomennosta:
Tämä geeni koodaa bradykiniini reseptoria.
Bradykiniini peptidi on 9-aminohappoinen ja saa aikaan monia vasteita kuten vasodilataatiota, turvotusta, sileänlihaksen supistusta, kiputuntohermon stimuloitumista.
Reseptori liittyy G-proteiiniin, joka signaloi fosfatidyyli-inositoli/ calsium- sekundäärivälittäjäjärjestelmän kautta. Alternatiivit start-kodonit tuottavat kaksi eri isoformia tätä proteiinia. Lähde antaa lisätietoa tietoa mielenkiintoisissa artikkeleissa.

  • BDKRB2 bradykinin receptor B2 [ Homo sapiens (human) ]
Gene ID: 624, updated on 5-Nov-2016
Official Symbol
BDKRB2provided by HGNC
Official Full Name
bradykinin receptor B2
Gene type
protein coding
Organism
Homo sapiens
Lineage
Eukaryota; Metazoa; Chordata; Craniata; Vertebrata; Euteleostomi; Mammalia; Eutheria; Euarchontoglires; Primates; Haplorrhini; Catarrhini; Hominidae; Homo
Also known as
B2R; BK2; BK-2; BKR2; BRB2
Summary
This gene encodes a receptor for bradykinin. The 9 aa bradykinin peptide elicits many responses including vasodilation, edema, smooth muscle spasm and pain fiber stimulation. This receptor associates with G proteins that stimulate a phosphatidylinositol-calcium second messenger system. Alternate start codons result in two isoforms of the protein. [provided by RefSeq, Jul 2008]


Kiniinireseptorit B1 ja B2 sekä ACEI

Kiniinireseptorilla B2 on  avainosaa B1-, ACEI- ja VGEF- stimuloidussa angiogeneesissa ( in vitro koe-eläimen sydänlihaskudoksen  hypoxiamallissa)


Kiniinireseptorit B1 ja B2

Cardiovasc Res. 2008 Oct 1;80(1):106-13. doi: 10.1093/cvr/cvn170. Epub 2008 Jun 19.
B2-kinin receptor plays a key role in B1-, angiotensin converting enzyme inhibitor-, and vascular endothelial growth factor-stimulated in vitro angiogenesis in the hypoxic mouse heart.

ACE inhibitio (ACEI) vähentää sydäntautia ja suoniston jäykkyyttä hypertensiossa ja johtaa kiniinin kertymään eli akkumulaatioon. Tässä tutkimuksessa analysoitiin in vitro kahden kiniinireseptorialatyypin merkitystä angiogeneesissä ACE-inhibition vallitessa hiiren sydämen angiogeneesin mallissa.

  • Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibition reduces heart disease and vascular stiffness in hypertension and leads to kinin accumulation. In this study, we analysed the role and importance of two kinin receptor subtypes in angiogenesis during ACE inhibition in an in vitro model of angiogenesis of the mouse heart.
Ensiksi tutkijat analysoivat koeputkessa bradykiniinin ja enalapriilin angiogeenisiä ominaisuuksia wt C57B1/6- hiiren ja B2 -reseptoripuuteisen (-/-) hiiren sydämen normoxiassa ( happea 21%) ja hypoksiassa (happea 1%) ja reseptorien B1 ja B2 osuuksia tässä vaikutuksessa. Bradykiniini sai aikaan annoksesta riippuvaa verisuoniversoilua aikuisella hiirellä (in vitro) vain hypoksiassa.

  • First, we analysed the angiogenic properties of bradykinin and enalapril on wild-type C57Bl/6 and B2 receptor(-/-) mouse heart under normoxia (21% O(2)) and hypoxia (1% O(2)) in vitro and the contribution of B1 and B2 kinin receptors to this effect. Bradykinin induced dose-dependent endothelial sprout formation in vitro in adult mouse heart only under hypoxia (1.7 fold, n = 6, P < 0.05).
B2- kiniinireseptori välitti bradykiniinin ja VEGF- tekijän aiheuttamaa suoniversoilua, mutta ei sitä suonimuodostusta, jota aiheuttaa kasvutekijät FGF ja PDGF-BB. Enalapriili aiheutti verisuoniversoilua sekä B1- että B2-kiniinireseptorien kautta, mutta se vaati B2-reseptorin läsnäolon molemmissa skenaarioissa ja riippui bradykiniinin synteesistä. B1-reseptoriagonistit aijeuttivat verisuoniversoja B1-reseptorin kautta, mutta vaativat B2-reseptorin läsnäoloa tähän versoiluun. Sekä B1- että B2 kiniinireseptoriagonistien indusoima angiogeneesi vaati typpioksidin (NO) biosynteesia.

  • The B2 receptor mediated sprouting that was induced by bradykinin and vascular endothelial growth factor (VEGF(164); n = 6, P < 0.05), but did not mediate sprouting that was induced by growth factors bFGF or PDGF-BB. Enalapril induced sprouting through both the B1 and B2 kinin receptors, but it required the presence of the B2 receptor in both scenarios and was dependent on BK synthesis. B1-receptor agonists induced sprout formation via the B1 receptor (2.5 fold, n = 6, P < 0.05), but it required the presence of the B2 receptor for them to do so. Both B2-receptor and B1-receptor agonist-induced angiogenesis required nitric oxide biosynthesis.
Johtopäätös,CONCLUSION:

B2- kiniinireseptori omaa kriittistä osuutta angiogeneesissä, joka indusoituu erilaisista vasoaktiivisista molekyyleistä, nimittäin bradykiniinistä (BK), ACE-inhibiittoreista, B1-reseptoria stimuloivista kiniinimetaboliiteista ja VEGF164- tekijästä tässä in vitro -angiogeneesin mallissa- jossa oli tutkittuna soluna hiiren hypoksinen sydänkudos Hypertensiivisten potilaiden terapeuttinen hoito käyttämällä ACEI lääkkeitä - voi mahdollisesti hyödyttää iskemistä sydäntä indusoimalla B2-reseptorista riippuvasti sydämen neovaskularisaatiota (uudissuonitusta)

  • The kinin B2 receptor plays a crucial role in angiogenesis that is induced by different vasoactive molecules, namely bradykinin, ACE inhibitors, B1-stimulating kinin metabolites, and VEGF164 in an in vitro model of angiogenesis of mouse heart under hypoxia. Therapeutic treatment of hypertensive patients by using ACE inhibitors may potentially benefit the ischaemic heart through inducing B2-dependent heart neovascularization.
PMID: 18566101

Suom. 23.11. 2016

Kallikreiini-Kiniini systeemi sydämessä

 Kuvassa  1 näkyy bradykiniini sydänlihaksen  venytyksessä. Kuvassa on kiniinireseptori josta seuraavassa tekstissä enemmän.

https://www.researchgate.net/figure/228331828_fig7_The-pure-stretch-of-volume-overload-induces-cardiac-kallikrein-kinin-upregulation-from

Plasmassa ja kudoksessa on runsaasti kininogeenia.  Pelkkä sydämen volyymin laajeneminen, sydänlihaksen venytys, sinänsä  jo aktivoi  kallikreiinin  pilkkomaan bradykiniinin vapautumista. 

Kudoskallikreiinin ilmenemä ja saatavuus ovat  tahtia rajoittavia tekijöitä kiniinien tuotossa.  Mastsoluista  ( B2 kiniinireseptoriteitse , geeni BDKRB2) bradykiniinillä ja kallikreiinillä  vapautuva chymaasi  voi   pilkkoa angiotensiini I.stä angiotensiini II ja aktivoida pro-MMP .
 ACE1  pilkkoo Bradykiniiniä inaktiiveiksi tuotteiksi.
 ACE2  pilkkoo Angiotensiini II:sta ANG (1-7) kokoa  ja  inaktiiveja fragmentteja.

Jos Bradykiniinin tuotto kasvaa, voi trypsiini, stromelyysiini (MMP-3),   sytokiinit aktivoida  edelleen pro-MMP  molekyylejä ja  extrasellulaarisen matriksin  (ECM)  menetystä  tapahtuu ja  jopa sen synteesi estyy lisääntyvistä bradykiniinimääristä. Tämä johtaa vasemman kammion dysfunktioon.


Kuva 2  myös  endoteelivauriosta  ja bradykiniinin tehtävistä vahvistaa  plasminogeenin aktivoitumista plasmiiniksi.

http://www.eclinpath.com/fibrinolysis-6/
 Kuvassa näkyy bradykiniini endoteelivauriossa.  

Kallikreiinilla on omat reseptorinsa KLK.

Angiotensiinireseptori AT2, Geeni AGTR2. KrXq23.

 Geeni AGTR2
ATII reseptorigeeni tyyppi 2 
omaa muitakin nimiä AT2, ATGR2, MRX88.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/186
Tätä angiotensiinireseptori tyyppi 2 proteiinia koodava geeni sijaitsee X-kromosomissa asemassa q23.
Kr.Xq23.
Reseptori toimii kytkeytyneenä  1-perheen G-proteiiniin ja   sijaitsee plasmakalvossa integraalisena.
Tätä reseptoria esiintyy sikiössä vahvasti, muta aikuiskudoksessa   vähäisesti paitsi aivoisssa, lisämunuaisissa ja  erään vaiheen ovariossa.
Reseptori näyttää välittävän ohjelmoitua solukuolemaa, apoptoosia ja apoptoottisella funktiolla voi olla tärkeä osuus kehitysbiologiassa ja patofysiologiassa.
Mutaatiot tässä geenissä ovat liittyneet X-linkkiytyneesen kehitysvammaisuuteen. 

(Erään artikkelin mukaan ATGR2-aktivaatio lisää ACE2 ilmenemää ja aktivaatiota ja estää TNFalfa-stimuloituvaa ICAM-1 expressiota).
(Angiotensiin(1-7) säätää alas AT1-reseptorin mRNA.ta ja säätää ylös AT2 reseptorin mRNA.ta ja MasR, p38, MAPK fosforylaatiota ja vähentää  erään solutyypin ja endoteelisolun kommunikatiota).

Oma kommentti. Nättää siltä että  näissä angiotensiini peptideissä, ja reseptoresissa sekä konvertaasientsymeiss on oma tasaapinonsa joka  voi järkkyä jo pelkästään geneetisistä psitemutaatioista, muta jonkin verran miljöö ja elintapavaikutuksistakin.
Suoralle tiellä on kehitelty kyllä lääkkeitä, muta  näkymättömämpi osa kartaa näyttää sekin olevan merkitsevä, muta  lääkitykset eivät kata sitä puolta nykyisellään. RAAS-systeemin tarkemmista kartoista on oikeastaan löydettävissä jo paljon netissäkin.  Se näyttää olevan kohta yhtä laajaa kuin itse hematologiset kaskadit, ei nyt sentään, mutta  kyllä se karttatilansa ottaa ja kylkii tunnettuihin kaskadeihin.