Search

Οι μεταφορείς, είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες μέσω των οποίων πραγματοποιείται η διακίνηση θρεπτικών συστατικών, μορίων σηματοδοτών ή άλλων ουσιών εντός και εκτός του κυττάρου. Αυτό τις καθιστά απαραίτητα μόρια για την επικοινωνία του κυττάρου με το περιβάλλον. Τα τελευταία χρόνια, γενετικά, βιοχημικά και βιοφυσικά δεδομένα που προέρχονται από τη μελέτη αρκετών μεταφορέων, συνέβαλλαν στην κατανόηση των σχέσεων δομής λειτουργίας και των μηχανισμών αναγνώρισης και μεταφοράς υποστρώματος. Παρά τις εξελικτικές, δομικές και λειτουργικές διαφορές τους, όλοι οι μεταφορείς χρησιμοποιούν έναν κοινό μηχανισμό εναλλασσόμενης πρόσβασης, όπου μια θέση πρόσδεσης υποστρώματος εναλάσσεται μεταξύ πολλαπλών διαμορφώσεων προκειμένου να μεταφέρει ένα υπόστρωμα από τη μία πλευρά της μεμβράνης στην άλλη. Αυτός ο βασικός μηχανισμός που διεξάγεται από δυναμικές κινήσεις του κύριου διαμεμβρανικού σώματος και υποβοηθείται από την ευελιξία υδρόφιλων βρόχων, συναντάται σε διάφορες παραλλαγές, γνωστές ως rocker-switch, rocking-bundle και μηχανισμός elevator. Μία από τις μεγαλύτερες οικογένειες δευτερογενών μεταφορέων είναι η υπεροικογένεια amino acid/polyamine/organocation (APC), η οποία περιλαμβάνει μεταφορείς που λειτουργόυν ως συμμεταφορείς διαλυτής ουσίας κατιόντος και αντιμεταφορείς διαλυτών ουσιών με μεγάλη ποικιλία υποστρωμάτων. Η οικογένεια Nucleobase Cation Symporter 1 (NCS1) αποτελεί μία από τις πιο καλά μελετημένες υποοικογένειες της APC υπεροικογένειας, και εκπρόσωποί της συναντώνται σε προκαρυωτικούς οργανισμούς, μύκητες και μερικά φυτά. Αυτό οφείλεται στην πληθώρα γενετικών και βιοχημικών δεδομένων που αφορούν μέλη της οικογένειας σε μύκητες, καθώς και σε εκτεταμένες δομικές και βιοφυσικές μελέτες ενός βακτηριακού ομολόγου, του συμμεταφορέα υδαντοΐνης/Na+, Mhp1. Η οικογένεια NCS1 δεν έχει αντιπροσώπους στα θηλαστικά, κάτι που την καθιστά ιδανική για τη στόχευση ειδικών φαρμάκων κατά των μικροβιακών παθογόνων. Οι μεταφορείς της οικογένειας NCS1 αποτελούνται από 12 διαμεμβρανικά τμήματα (ΔΤ) με δομή α έλικας, που συνδέονται με σχετικά μικρές ενδιάμεσες αλληλουχίες και έχουν κυτταροπλασματικά αμινο και καρβοξυτελικά άκρα. Τα ΔΤ1 10 οργανώνονται σε μια δομή ανεστραμμένης επανάληψης ανά 5 (5-helix intertwined inverted repeat; 5HIRT) που ονομάζεται αλλιώς και LeuT-fold, και συναντάται σε μεταφορείς πολλών διαφορετικών οικογενειών που εμπλέκονται στη μεταφορά νευροδιαβιβαστών, σακχάρων, αμινοξέων ή φαρμάκων. Τα δύο τελευταία διαμεμβρανικά τμήματα (11 και 12) μερικών μεταφορέων που έχουν παρόμοια δομή με τον LeuT, φαίνεται να εμπλέκονται στον ολιγομερισμό, παρά στο μηχανισμό λειτουργίας τους αυτό καθαυτό. Παρόλα αυτά, δεν υπάρχουν επαρκή δεδομένα για το δομικό ή/και λειτουργικό τους ρόλο. Μεταφορείς που ανήκουν στην οικογένεια NCS1 στους μύκητες, είναι από τους πιο καλά μελετημένους σε γενετικό, βιοχημικό και κυτταρικό επίπεδο. Δομικά μοντέλα μυκητιακών μεταφορέων NCS1 βασίζονται σε πολλές διακριτές κρυσταλλικές δομές του βακτηριακού ομολόγου Mhp1 και υποστηρίζονται από γενετικές μελέτες που προκαθόρισαν τη θέση δέσμευσης του υποστρώματος και τα πιθανά στοιχεία που δρουν σαν πύλες, καθορίζοντας την εξειδίκευση. Πιο συγκεκριμένα, ένα σημαντικό εύρημα που προέρχεται από έρευνα του εργαστηρίου μας πάνω στους μυκητιακούς μεταφορείς της NCS1 οικογένειας (τόσο σε μέλη της Fcy όσο και της Fur υποοικογένειας) είναι ότι η εξειδίκευση δεν καθορίζεται μόνο από κατάλοιπα που βρίσκονται στο σημείο πρόσδεσης του υποστρώματος (ΔΤ1, ΔΤ3, ΔΤ6 ή ΔΤ8) αλλά και από δυναμικές κινήσεις του τμήματος ΔΤ9 ΔΤ10 που δρα σαν εξωκυτταρική πύλη.Σε αυτή τη διατριβή, παρέχουμε πειραματικά και in silico δεδομένα που αποδεικνύουν ότι η ενδοκύτωση, η λειτουργία και περιέργως η εξειδίκευση του FurE, ενός μεταφορέα του Aspergillus nidulans που ανήκει στην NCS1 οικογένεια και μεταφέρει ουρακίλη-αλλαντοΐνη και ουρικό οξύ, εξαρτάται από δυναμικές αλληλεπιδράσεις των άμινο και καρβοξυτελικών άκρων μεταξύ τους και με το βασικό σώμα του μεταφορέα. Πιο συγκεκριμένα, τα καρβοξυτελικά άκρα εμπλέκονται σε ενδομοριακές δυναμικές αλληλεπιδράσεις που είναι απαραίτητες για την εκλεπτυσμένη ρύθμιση των πυλών που ελέγχουν την επιλογή των υποστρωμάτων. Πραγματοποιώντας Μοριακές Δυναμικές (ΜΔ) και αναλύσεις μεταλλαγών στο γονίδιο του μεταφορέα, υποθέσαμε ότι αυτό συμβαίνει μέσω αλληλεπιδράσεων των κυτταροπλασματικών ουρών με ενδοκυττάριες θηλιές, οι οποίες με τη σειρά τους επηρεάζουν τη διαδικασία διαλογής υποστρωμάτων μέσω των πυλών στην εξωκυττάρια πλευρά της πλασματικής μεμβράνης. Επιπρόσθετα, τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι αυτές οι αλληλεπιδράσεις εξαρτώνται άμεσα από το pH. Στη συνέχεια, αξιοποιώντας τις πληροφορίες από εκτεταμένες αναλύσεις ΜΔ, πραγματοποιήσαμε συστηματική και στοχευμένη λειτουργική ανάλυση μεταλλαγών στο μόριο του μεταφορέα FurΕ, προκειμένου να χαρακτηρίσουμε το μονοπάτι μετατόπισης του υποστρώματος κατά τη διάρκεια της μετάβασής του από τις διακριτές διαμορφώσεις του. Επιπροσθέτως, παρέχουμε πειραματικά στοιχεία που δείχνουν πως η ταυτότητα των αμινοξέων που απαρτίζουν τα δύο τελευταία ΔΤ του FurE, δεν καθορίζει την κατάλυση της μεταφοράς. Ωστόσο, ένα συντηρημένο κατάλοιπο τυροσίνης είναι απολύτως απαραίτητο για τη σωστή στόχευση του μεταφορέα στην πλασματική μεμβράνη. Στο τελευταίο μέρος αυτής της δουλειάς, συνδυάζουμε βιοφυσικές τεχνικές και υπολογιστικές μεθόδους για να καταλάβουμε σε βάθος το μηχανισμό που διέπει το λειτουργικό ρόλο των κυτταροπλασματικών άκρων στη διαλογή και μεταφορά του υποστρώματος, κάτι που φαίνεται να αντικατοπτρίζει ένα γενικότερο μηχανισμό που χαρακτηρίζει τους μεταφορείς της APC υπεροικογένειας. Το σύνολο της διατριβής αυτής, υποστηρίζει την ευρύτερη ιδέα ότι το μέγεθος των άκρων των ευκαρυωτικών μεταφορέων αυξήθηκε κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, προσδίδοντας περισσότερους διακριτούς τρόπους ρύθμισης της λειτουργίας τους.

FurE, a member of the Nucleobase Cation Symporter 1 transporter family in Aspergillus nidulans, is specific for allantoin, uric acid (UA), uracil, and related analogs. Herein, we show that C- or N-terminally-truncated FurE transporters (FurE-ΔC or FurE-ΔΝ) present increased protein stability, but also an inability for UA transport. To better understand the role of cytoplasmic terminal regions, we characterized genetic suppressors that restore FurE-ΔC-mediated UA transport. Suppressors map in the periphery of the substrate-binding site [Thr133 in transmembrane segment (TMS)3 and Val343 in TMS8], an outward-facing gate (Ser296 in TMS7, Ile371 in TMS9, and Tyr392 and Leu394 in TMS10), or in flexible loops (Asp26 in LN, Gly222 in L5, and Asn308 in L7). Selected suppressors were also shown to restore the wild-type specificity of FurE-ΔΝ, suggesting that both C- and/or N-terminal domains are involved in intramolecular dynamics critical for substrate selection. A direct, substrate-sensitive interaction of C- and/or N-terminal domains was supported by bimolecular fluorescence complementation assays. To our knowledge, this is the first case where not only the function, but also the specificity, of a eukaryotic transporter is regulated by its terminal cytoplasmic regions.

International audience; Previous studies have shown that the co-existence of bone marrow failure and pulmonary fibrosis in a single patient or in a family is suggestive of telomere related genes (TRG) germline mutations. This study presents the genetic background, clinical characteristics, and outcome of a group of five Greek patients co-affected with IPF and MDS. Four out of five patients developed an IPF acute exacerbation that was not reversible. We failed to detect any mutation in the TERT, TERC, DKC1, TINF2, RTEL1, PARN, NAF1, ACD, NHP2 and NOP10 genes in any patient. Moreover, telomere length was normal in the two patients tested. This could suggest that although the co-occurence of IPF and MDS are suggestive of TRG mutation in patients

FurE, a member of the NCS1 family, is anAspergillus nidulanstransporter specific for uracil, allantoin and uric acid. Recently we showed that C- or N-terminally truncated FurE versions are blocked for endocytosis and, surprisingly, show modified substrate specifities. Bifluorescence complementation assays and genetic analyses supported that the C- and N-termini interact dynamically and through this interaction regulate selective substrate translocation. Here we functionally dissect and delimit distinct motifs crucial for endocytosis, transport activity, substrate specificity and folding, in both cytosolic termini of FurE. Subsequently, we obtain novel genetic andin silicoevidence supporting that the molecular dynamics of specific N- and C-terminal regions affect allosterically the gating mechanism responsible for substrate selection, via pH-dependent interactions with other internal cytosolic loops and membrane lipids. Our work shows that elongated cytoplasmic termini, acquired through evolution mostly in eukaryotic transporters, provide novel specific functional roles.

Combined pulmonary fibrosis and emphysema (CPFE) is a clinical entity characterized by the coexistence of upper lobe emphysema and lower lobe fibrosis. Patients with this condition experience severe dyspnea and impaired gas exchange with preserved lung volumes. The diagnosis of the CPFE syndrome is based on HRCT imaging, showing the coexistence of emphysema and pulmonary fibrosis both in varying extent and locations within the lung parenchyma. Individual genetic background seem to predispose to the development of the disease. The risk of the development of pulmonary hypertension in patients with CPFE is high and related to poor prognosis. CPFE patients also present a high risk of lung cancer. Mortality is significant in patients with CPFE and median survival is reported between 2.1 and 8.5 years. Currently, no specific recommendations are available regarding the management of patients with CPFE. In this review we provide information on the existing knowledge on CPFE regarding the pathophysiology, clinical manifestations, imaging, complications, possible therapeutic interventions and prognosis of the disease.

Introduction Emphysema and idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) present either per se or coexist in combined pulmonary fibrosis and emphysema (CPFE). Serum surfactant proteins (SPs) A, B, C and D levels may reflect lung damage. We evaluated serum SP levels in healthy controls, emphysema, IPF, and CPFE patients and their associations to disease severity and survival. Methods 122 consecutive patients (31 emphysema, 62 IPF, and 29 CPFE) and 25 healthy controls underwent PFTs, ABG-measurements, 6MWT and chest HRCT. Serum levels of SPs were measured. Patients were followed-up for 1-year. Results SP-A and SP-D levels differed between groups (p = 0.006 and p

Introduction: Emphysema and idiopathic pulmonary fibrosis(IPF) are defined by different clinical, functional, radiological, and pathological criteria that coexist in CPFE. Serum surfactant protein(SP) levels increase in patients with COPD and IPF and correlate to disease severity. We aimed to evaluate SP(A, B, C and D)serum levels in CPFE compared to emphysema, IPF and controls and their associations with disease severity. Methods: Patients with IPF, emphysema, CPFE and controls were included. Subjects underwent PFTs, ABG measurements, 6MWT and HRCT with scoring for the extent of emphysema, fibrosis or their combination. Serum levels of SPs were measured by ELISA Results: 80 subjects(12 controls, 18 emphysema, 35 IPF and 15 CPFE) were included. SPA and D levels(ng/ml) differed significantly between groups:SPA: 128.7±47.2 vs 138.0±61.9 vs 170.9±53.0 vs 198.9±60.2 p=0.008 and SPD: 13.6±12.9 vs 34.1±28.3 vs 242.9±170.3 vs 246.8±191.1 p 1 (p=0.025, r=0.527) and DLCO(p=0.03, r=0.527). In CPFE, SPB levels correlated to FEV 1 (p=0.001,r=0.785) and FVC(p=0.001, r=0.791) whether SPD levels correlated to TLC(p=0.023, r=-0.622) Conclusions: Levels of SPA and D differ in patients with emphysema, IPF and CPFE with CPFE demonstrating the highest values and correlate to the extent of parenchymal damage. The differences in the associations of all SPs except SPC, with functional characteristics could suggest specific pathogenetic roles of SPs in each disease.

SummaryBackgroundVascular endothelial growth factor (VEGF) is considered to be the most important angiogenic factor in asthma. Cysteinyl leukotrienes (Cyst-LTs) have been implicated in vascular permeability in asthma. Cyst-LTs receptor antagonists modulate vascular permeability by reducing VEGF expression.ObjectiveWe aimed to determine the levels of VEGF and Cyst-LTs in sputum supernatants of patients with asthma and to investigate possible associations within them and with airway vascular permeability (AVP) index. Possible confounding factors were also assessed.MethodsOne hundred twenty one patients with asthma (38 with severe refractory asthma, 41 smokers) and 30 healthy subjects (15 smokers) were studied. All subjects underwent lung function tests, and sputum induction for cell count identification and VEGF, Cyst-LTs, measurement in supernatants. AVP index was also assessed.ResultsBoth VEGF & Cyst-LTs (pg/ml) levels were significantly elevated in patients with asthma compared to normal subjects (median, interquartile ranges 845 [487–1034] vs. 432 (327–654) and 209 [171–296] vs. 92 [75–114] respectively, p