Biochemie und Chemie
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The ability of endothelial cells to properly adapt to changes in a dynamic blood perfused environment is essential to maintain the physiological function of the vascular system and of the organs. Epigenetic control of gene expression is believed to be the mechanism controlling cell-fate determination and cell-phenotype maintenance. In the thesis, two JmjC demethylases were screened for their function in endothelial biology. Both of them were proved to play a central role in angiogenesis.
The histone 3 lysine 4 demethylase JARID1B was identified as the most highly expressed demethylase in endothelial cell. Knockdown of JARID1B in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) attenuated cell migration, angiogenic sprouting and tube formation. Jarid1b null mice exhibited attenuated retinal angiogenesis and reduced endothelial sprout outgrowth from aortic segments. Microarray data identified that the antiangiogenic transcription factor HOXA5 was suppressed by JARID1B. Consistently, chromatin immunoprecipitation experiment revealed that JARID1B occupies and reduces the histone 3 lysine 4 methylation levels at the HOXA5 promoter, demonstrating a direct function of JARID1B in endothelial HOXA5 gene regulation. Hence, as a highly expressed JmjC protein in endothelial cells, JARID1B fundamentally maintains endothelial angiogenic phenotypes perhaps through suppression of HOXA5.
As second enzyme it was identified that the histone plant homeodomain finger protein 8 (PHF8) plays a role in endothelial angiogenic sprouting as well as tube formation and cell migration. Overexpression of PHF8 catalyzed the removal of methyl-groups from histone 3 lysine 9 (H3K9) and H4K20, whereas knockdown of the enzyme increased H3K9 methylation. Knockdown of PHF8 by RNAi also attenuated endothelial proliferation and survival. To characterize the underlying mechanism, E2F transcription factors were screened, which led to the identification of the gene repressor E2F4 to be controlled by PHF8. Importantly, PHF8 maintains E2F4, but not E2F1, expression in endothelial cells. Likewise, chromatin immunoprecipitation revealed that PHF8 reduces the H3K9me2 level at the E2F4 transcriptional start site, demonstrating a direct function of PHF8 in endothelial E2F4 gene regulation. Thus, it is proposed that PHF8 maintains endothelial function by controlling E2F4 expression. On the other hand, microarray and subsequent qPCR validation revealed that the expressions of small nuclear RNAs (snRNAs) were regulated by PHF8. Co-immunoprecipitation experiment demonstrated that PHF8 interacts with spliceosome related proteins SNRP70 and SRPK1 as well as snRNA. Indeed, PHF8 contributed to splicing: GLS and VEGF-A displayed alternative splicing in PHF8 depleted cells. In addition, c-FOS introns were showed to be retained after knockdown of PHF8 in endothelial cells. These results demonstrated that, by controlling angiogenic mRNA splicing, PHF8 could affect endothelial properties.
Collectively, the results uncover the important roles of JARID1B and PHF8 in endothelial cells in the control of angiogenesis. Changing histone modifiers appears as an attractive concept for pro- and antiangiogenic therapy. The present work adds JARID1B and PHF8 as novel potential targets to this emerging field.
Die NADPH-Oxidasen stellen eine wichtige Quelle für reaktive Sauerstoffspezies (Reactive oxygen species; ROS) im Organismus dar. Hierbei dienen die NADPH-Oxidasen nicht nur der Pathogenabwehr, sondern haben einen Einfluss auf eine Vielzahl an oxidativen, physiologischen Prozessen. Unter den NADPH-Oxidasen ist NOX4 einzigartig, da es hauptsächlich im endoplasmatischen Retikulum (ER) lokalisiert ist, konstitutiv aktiv ist und Wasserstoffperoxid (H2O2) produziert. Wir vermuten, dass diese besonderen Eigenschaften eine Konsequenz aus der Interaktion mit bislang unentdeckten NOX4-interagiereden Proteinen ist.
Zweidimensionale blau-native Polyacrylamid-Gelelektrophorese (BN-PAGE) kombiniert mit SDS-PAGE zeigte NOX4 in makromolekularen Komplexen. Interagierende Proteine wurden durch eine quantitative SILAC (stable isotope labeling of amino acids in cell culture)-Co-immunopräzipitation (Co-IP) in NOX4-überexprimierenden HEK293-Zellen gescreent. Hierdurch konnten verschiedene interagierende Proteine identifiziert werden, wobei Calnexin die robusteste Interaktion aufwies. Calnexin konnte zudem in NOX4-haltigen Komplexen durch Complexome Profiling der BN-PAGE oder gleichzeitiger Antikörperfärbung nachgewiesen werden. Die Calnexin-NOX4-Interaktion konnte mittels reverser Co-IP und Proximity ligation assay bestätigt werden, während NOX1, NOX2 und NOX5 nicht mit Calnexin interagierten. Calnexin-Defizienz, untersucht in embryonalen Mausfibroblasten oder durch shRNA gegen Calnexin, reduzierte die NOX4-Proteinexpression und ROS-Bildung, wobei die mRNA-Expression unverändert blieb. Des Weiteren wurde untersucht, ob der bekannte Interaktionspartner von NADPH-Oxidasen, p22phox, wirklich essentiell für die Expression oder Aktivität von NOX4 ist, da es nur in manchen der NOX4-Co-IPs nachgewiesen wurde. Um den Einfluss von p22phox für NOX4 aufzuklären wurde ein CRISPR/Cas9 Knockdown in NOX4-überexprimierenden HEK293 Zellen etabliert. p22phox zeigte keinen Einfluss auf die NOX4-Expression, jedoch war die NOX4-abhängige ROS-Produktion in p22phox-Knockout Zellen verschwunden.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass endogenes NOX4 makromolekulare Komplexe mit Calnexin ausbildet, welches für die korrekte Reifung, Prozessierung und Funktion von NOX4 im ER nötig ist. Darüber hinaus ist p22phox nicht für die Reifung von NOX4, aber für dessen Aktivität nötig. Diese Ergebnisse zeigen eine vielfältige Regulation von NOX4 auf Proteinebene.
In the body-centered cubic structure and in closest sphere-packings the atoms are arranged to give structures with equal densities. A measure of the packing density of atoms is derived. Several crystal structures of elements, including the bcc structure and the closest sphere packings, represent a state of maximum density in which the atomic volume is characteristic of each element. From any crystal structure of an element its atomic volume in this state can be calculated to a good approximation.
Several oxoplatinates (IV) and -rhenates (VII) with isolated PtO6 or ReO6 octahedra respectively surrounded by lithium, sodium, magnesium, calcium, strontium and barium atoms were prepared. From infrared spectra (KBr pellet technique) force constants were calculated. The values varied. depending on an inductive field effect caused by the alcaline and alcaline earth atoms, which increased in the following order: Ba<Sr<Ca ≈ ≪ Mg. By means of bond order it can be predicted that for central atoms with d0 or d10 configuration and with an oxidation state lower than six only such hexaoxometallates will be formed in which the alcaline or alcaline earth atoms intensity the force constant by a strong inductive effect. PtO6 requires an additional force which lowers the symmetry of PtO6 and stabilizes the hexaoxoplatinates (IV).
It is shown that in the case of metals connected by a first order conductor the decomposition of formic acid is less at the element of lower work function while it is more at the element of higher work function. The metals used were Ni, Cd, Zn. The results correspond to the investigations of other authors 1 who showed that the activation energy on alloys depends on how far the concentration of electrons is from full saturation of the lattice type. This effect is explicable in terms of the development of a contact potential, the conditions in the case of metals being similar to those in the case of alloys
Mitochondrien aus Rattenleber (RL) und Rinderherzmuskel (BH) erzeugen bei Behandlung mit O2 eine schwache Chemilumineszenz in dem Spektralbereich zwischen 400 und 650 mµ, deren Intensität bei RL-Mitochondrien durch vorheriges Einfrieren und Auftauen wie durch Ultraschallbehandlung größer wird. Bei beiden Arten verursacht Zusatz von Acridinorange eine wesentliche Verstärkung der Lumineszenz, gleichzeitig wird die O2-Aufnahme gehemmt. RL-Mitochondrien erzeugen unter diesen Bedingungen eine kurzzeitige, BH-Mitochondrien eine langsam ansteigende langandauernde Strahlung; das gleiche Verhalten zeigen aus BH-Mitochondrien gewonnene „electrontransfer-particles“ (ETP). Der zeitliche Ablauf und die Beeinflußbarkeit durch Effektoren der Atmungskette ist andersartig als bei der von VLADIMIROV gefundenen Chemilumineszenz von RL-Mitochondrien. Als Träger der Lumineszenz wird angeregter O2 diskutiert.
Untersuchungen an uv-bestrahlten Schwimmhäuten von Fröschen und Rückenhäuten von Mäusen ergaben, daß mit Hilfe der Nadi - Reaktion (GRÄFF) Oxydationspotentiale an der Bestrahlungsstelle nachgewiesen werden können. Kurzwelliges UV unter λ = 300 mμ hat hierbei die beste Wirkung. Die Stellen stärkster Oxydationskraft liegen bei Schwimmhäuten an den Melanophoren des Corium, bei Mäuserücken-Häuten verteilt im Corium. Bei den Froschhäuten kann zusätzlich bei unphysiologischem pH 4,2 Oxydationswirkung in der Epidermis nachgewiesen werden. Strukturelle Veränderungen an der Schwimmhaut werden polarisationsoptisch deutlich.
Triphenylphosphane 1, its oxide 2 and sulfide 3 undergo one-electron reduction at a mercury cathode in DMF to yield the corresponding radical anions. ESE analysis of the paramagnetic species is facilitated by deuteration and suggests a pyramidal geometry of the radicals. Reduction with potassium metal in DME at low temperature yields also radical anions for 2 and 3. The phosphane 1, however, reacts under phenyl cleavage and potassiumphenyl-assisted ring closure to the dianion of 5H-dibenzophosphole 4. This radical 4· ⊖⊖ is also obtainod by alkali metal reduction of P-phenyldibenzophosphole o, and its spin distribution is compared to iso-.-π-electronic radicals containing CH, N, O, S, or Se links instead of the phosphorus atom.
A thermodynamic interpretation of the liquidus curves of some methyltrichloro-respectively dimethyldichlorosilane/lutidine-systems is given. Based on certain approximations it was possible to fit thermodynamic functions to the experimental results to obtain the excess datas of binary systems. A comparison between the models of Redlich-Kister, Wilson and the NRTL-formalism for the free excess enthalpy of binary mixtures is given.
A phase equilibrium study of the systems dimethyldichlorosilane with 2.4-lutidine and 2.6-lutidine is presented with evidence for the existence of the incongruently melting compounds 2.6-lutidine · Me2SiCl2, (2.6-lutidine)2 · Me2SiCl2 and the congruently melting compound 2.4-lutidine · Me2SiCl2.
The phase diagrams of the systems of trimethylbromosilane and the isomeric lutidines are shown. The existence of the congruently melting addition compounds (CH3)3SiBr ∙ (3,4-lutidine), (CH3)3SiBr (3,5-lutidine) and the incongruently melting addition compounds (CH3)3SiBr • (2,3-lutidine)2, (CH3)3SiBr • (2,3-lutidine), (CH3)3SiBr (2,4-lutidine), ((CH3)3SiBr)2 • (2,4-lutidine), (CH3)3SiBr • (2,5-lutidine)2, (CH3)3SiBr • (2,5-lutidine), (CH3)3SiBr (2,6-lutidine)2 could be proved.
Es wird versucht, Beweise für die indirekte Strahlenwirkung zu erbringen und die einzelnen Reaktionsschritte, die bei Röntgenstrahlen-Wirkung auf wäßrige Lysinlösungen ablaufen, zu erkennen. Zur Untersuchung der durch HO2 oder OH-Radikale ausgelösten Wirkungen wurden 2 Versuchsreihen durchgeführt:
1. Bestrahlung bei Anwesenheit von Sauerstoff,
2. Bestrahlung bei Sauerstoffmangel.
Außerdem wurde der Einfluß der Dosis, Dosisleistung, Temperatur und verschiedener Substrat-Konzentrationen untersucht.
Schließlich wurde versucht, die experimentell gewonnenen Ergebnisse mit Hilfe von Radikalwirkungen, die sich auf
a) Decarboxylierungen,
b) Desaminierungen,
c) und Veränderungen des Kohlenstoff-Gerüstes erstrecken, zu deuten.