This paper brings a brief review of the human patatin-like phospholipase domain-containing protein (PNPLA) family. Even though it consists of only nine members, their physiological roles and ...mechanisms of their catalytic activity are not fully understood. However, the results of a number of knock-out and gain- or loss-of-function research models suggest that these enzymes have an important role in maintaining the homeostasis and integrity of organelle membranes, in cell growth, signalling, cell death, and the metabolism of lipids such as triacylglycerol, phospholipids, ceramides, and retinyl esters. Research has also revealed a connection between PNPLA family member mutations or irregular catalytic activity and the development of various diseases. Here we summarise important findings published so far and discuss their structure, localisation in the cell, distribution in the tissues, specificity for substrates, and their potential physiological role, especially in view of their potential as drug targets.
Ulje se iz uljarica može dobiti mehaničkom ekstrakcijom (prešanjem), ekstrakcijom u vodenom mediju ili ekstrakcijom pomoću organskih otapala. Iako je ekstrakcija pomoću otapala najučinkovitija ...metoda, organska otapala mogu štetno utjecati na zdravlje radnika, kao i na okoliš, zbog isparavanja koja zagađuju okoliš i potiču stvaranje ozona. Prešanje je sigurnija i ekološki prihvatljiva metoda, kojom se vrijedni prirodni sastojci uljarica zadržavaju u dobivenom ulju. Nedostaci ove metode su velika potrošnja energije i manji prinos ulja, jer primijenjena mehanička sila ne uništava u potpunosti strukturne komponente stanica u kojima je pohranjeno ulje. U sjemenim stanicama ulje je prisutno u obliku lipidnih kapljica okruženih fosfolipidnim slojem te površinskim proteinskim slojem. Ta su lipidna tijela dodatno zaštićena staničnom stijenkom, koju uglavnom čine polisaharidi poput pektina, hemiceloloza i celuloza, ali i glikoproteini. Primjena hidrolaza za razgradnju takvih zaštitnih slojeva učinkovita je metoda prethodne obrade sjemena uljarica radi poboljšanja mehaničke ekstrakcije i povećanja prinosa ulja. Imajući na umu složenost strukture stanica uljarica preporučljivo je koristiti više enzima različitih načina djelovanja. U ovom je revijalnom prikazu dan opis mikrostrukture i sastava stanica uljarica, zatim pregled enzima koji mogu razgraditi stanične komponente koje sadržavaju ulje, te su sažete glavne značajke enzimskih obrada, kao što su sastav mješavine enzima, količina enzima i vode, temperatura, pH-vrijednost i trajanje postupka. Naposljetku je ispitana učinkovitost prethodne obrade sjemenki uljane repice pomoću proteolitičkih i pektolitičkih enzima, te enzima što razgrađuju celulozu, na povećanje prinosa mehanički ekstrahiranog ulja iz različitih sirovina, s primarnim fokusom na sjeme uljarica.
Ovaj revijalni rad donosi pregled dosadašnjih spoznaja o porodici PNPLA (engl. patatin-like phospholipase domain-containing proteins) ljudskih enzima. Iako ovu porodicu čini samo 9 članova, najmanji ...sadrži 253 aminokiseline, a najveći više od 1360 aminokiselina, fiziološka uloga i mehanizam katalitičke aktivnosti nisu do sada potpuno razriješeni niti za jednoga. Međutim, rezultati brojnih tzv. knock-out, gain-of-function i loss-of-function modela istraživanja upućuju na važnu ulogu ovih enzima u mnogim biološkim procesima, uključujući održavanje homeostaze i integriteta stanične membrane, rast stanice, staničnu signalizaciju, staničnu smrt i metabolizam lipida kao triacilglicerola, fosfolipida, ceramida i retinil estera. Također, rezultati istraživanja upozoravaju na povezanost mutacija i nepravilne aktivnosti pojedinih članova s razvojem raznih bolesti. Radi boljeg razumijevanja PNPLA porodice enzima i naglaska na njihov potencijal kao mete razvoja novih lijekova, donosimo sveobuhvatni pregled do sada poznatih spoznaja koje uključuju strukturu, lokalizaciju u stanici, distribuciju u tkivima, specifičnost prema supstratima i potencijalnu fiziološku ulogu.
U radu je ispitana proizvodnja hidrolaza iz žitarica te mogućnost njihove primjene umjesto mikrobnih enzima u proizvodnji hrane. Istražen je utjecaj temperature na predobradu, namakanje te klijanje ...zrna ječma i pšenice radi praćenja aktivnosti β-glukozidaze, β-galaktozidaze i lipaze. Statistički je model pokazao da je aktivnost β-glukozidaze porasla pri niskim temperaturama namakanja i klijanja zrna ječma, te pri niskoj temperaturi namakanja i visokoj klijanja zrna pšenice. Maksimalna je aktivnost β-glukozidaze u ekstraktima pšenice bila (585±151) nkat/g, a u ekstraktima ječma (109±15) nkat/g suhe tvari, dok je najveća aktivnost β-galaktozidaze u ječmu bila (34±12) nkat/g, a u pšenici (63±23) nkat/g. U usporedbi s glikozidazom, maksimalna je aktivnost lipaze bila bitno manja i iznosila je (6,7±0,14) nkat/g suhe tvari ječma, i (4,6±4,4) nkat/g suhe tvari pšenice. Ispitane su i aktivnosti ostalih hidrolaza u ekstraktima, kao što su npr. peptidaza i α-amilaza. Rezultati ovog istraživanja čine osnovu moguće primjene hidrolaza iz žitarica u preradi hrane, što bi moglo privući pažnju kupaca.
Provider: - Institution: University of Rijeka. Department of Biotechnology. - Data provided by Europeana Collections- Uvod i cilj
Nedostatak S-adenozilhomocistein hidrolaze (AHCY) je poremećaj ...uzrokovan mutacijama u genu ahcy čime je smanjena aktivnost proteina AHCY. AHCY ima ključnu ulogu u pravilnom odvijanju ciklusa aminokiseline metionina u stanici, stoga nedostatak njegove funkcije uzrokuje težak metabolički poremećaj. Kao jedini enzim koji hidrolizira SAH, snažni inhibitor staničnih metiltrasferaza, AHCY ima i indirektnu ulogu u održavanju metilacijskog statusa stanice. Klinička slika ovog potencijalno letalnog oboljenja je karakterizirana kombinacijom mišićnih, neuroloških i jetrenih poremećaja. Unatoč dokazanoj esencijalnosti AHCY, promjene u molekularnim mehanizmima stanice u stanju nedostatka AHCY su dosada nedovoljno istražene. Cilj ove doktorske disertacije je analiza i razumijevanje molekularnih i staničnih uloga AHCY s krajnjom svrhom probira potecijalnih biomarkera oboljenja.
Materijali i metode
U sklopu ove disertacije su rađene studije novootkrivene Y328D mutante potvrđene u pacijentici oboljeloj od nedostaka funkcije AHCY, a za dodatna istraživanja na raspolaganju su bili i primarni fibroblasti pacijentice. Zbog ograničenja u radu s primarnim fibroblastima, tijekom izrade doktorske disertacije su se pripremili, validirali i istraživali modelni stanični sustavi za što se koristila kombinacija metoda klasične biologije i različitih omiks i visokoprotočnih tehnika.
Rezultati
Po prvi puta je tijekom istraživanja AHCY korištena metoda kojom se na temelju fluorescencije dviju komplementiranih podjedinica proteina Venus s kojima su označeni proteini od interesa može pratiti njihova interakcija u ljudskim stanicama. Dokazano je da Y328D mutanta gubi sposobnost homodimerizacije, a metoda je također uspješno prilagođena na visokoprotočno skeniranje interaktora proteina AHCY. Nadalje, uočena je smanjena razina mutiranih AHCY mRNA i proteina u fibroblastima pacijenta i u stanicama sa stabilno eksprimiranim mutiranim AHCY. U istim stanicama je također mikroskopijom pokazano da mutacije uzrokuju povećanu ili smanjenu količinu proteina u jezgri stanica u odnosu na divlji tip. U stanicama hepatocelularnog karcinoma s utišanim AHCY smanjena je proliferacija i migracija te su aktivirani stanični putevi koji signaliziraju oštećenje DNA. Tijekom analize transkriptoma i proteoma fibroblasta pacijenta i stanica hepatocelularnog karcinoma s utišanim AHCY, uočena je moguća veza proteina AHCY s patologijom različitih neuroloških, jetrenih i mišićnih oboljenja, a predložena su i dva potencijalna biomarkera oboljenja.
Zaključci
Promjene razine AHCY mRNA i proteina, kao i lokalizacije AHCY u stanici koje su uočene u svih istraživanih mutanti proteina AHCY mogu biti odgovorne ili pridonositi patologiji kod oboljenja nedostatka AHCY. Prema predloženom mehanizmu AHCY ima utjecaj na oštećenje DNA i stanični ciklus. Dva potencijalna biomarkera su predložena s ciljem nastavka njihovog budućeg istraživanja u svrhu prognostike i dijagnostike oboljenja nedostatka AHCY.- Introduction and aims
S-adenosylhomocysteine hydrolase (AHCY) deficiency is a disorder caused by lowered enzymatic activity of AHCY protein due to the mutations in ahcy gene. AHCY has a key role in proper functioning of the methionine cycle in cell, therefore the lack of AHCY function causes severe metabolic disorder. Since AHCY is a single enzyme that hydrolyses SAH, a strong inhibitor of cellular metiltransferazes, it has a central role in maintaining the methylation status of the cell. Clinical presentation of this potentially lethal disorder includes a combination of muscular, neurological and hepatic disorders. Despite the essential activity of AHCY, changes in molecular and cellular mechanisms in the state of AHCY deficiency have so far been poorly investigated. The aim of this doctoral thesis is the analysis and understanding of molecular and cellular roles of AHCY and prediction of potential disease biomarkers.
Materials and methods/methodological approach
In this thesis, we performed studies of newly discovered Y328D mutant confirmed in the recent case of AHCY deficiency. Patient fibroblasts were obtained from the mentioned case, however, due to the limitations in experimental work with primary fibroblasts, we prepared, validated and investigated model cellular systems by combining methods ranging from classical biology approach to different omics and high throughput techniques.
Results
A method that enables visualization of protein interactions in human cells based on fluorescence of two complemented parts of Venus protein fused to proteins of interest was used for the first time to research AHCY protein. It is proven that Y328D mutant lacks the ability to form homodimes in human cells, and the method has been also successfully adapted to high throughput screening of AHCY protein interactors. Further, we report lower levels of mutant AHCY mRNA and protein in patient fibroblasts as well as cells that stably express AHCY mutant proteins. Microscopy revealed higher or lower amounts of mutant AHCY protein in cell nuclei in mentioned cells when compared to wild type. In hepatocellular carcinoma cells with a silenced AHCY expression we report lowered proliferation and migration as well as activation of DNA damage induced cellular pathways. While analyzing the transcriptome and proteome of patient fibroblasts and hepatocellular carcinoma cells with silenced AHCY expression, potential implications of AHCY protein in the pathology of various neurological, hepatic and muscular diseases are recognized, and two potential disease biomarkers are suggested.
Conclusions
Changes in levels of mutant AHCY mRNA and protein, as well as changed cellular localization of mutant AHCY could be responsible for or contribute to the pathology of the AHCY deficiency. As proposed by our mechanism, AHCY can imapact cellular DNA damage and cell cycle. Two biomarkers are suggested for further research and usage in prognostics and diagnostics of AHCY deficiency.- All metadata published by Europeana are available free of restriction under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication. However, Europeana requests that you actively acknowledge and give attribution to all metadata sources including Europeana
PDF