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Détermination de l'activité d'Ectopeptidase : Une entrevue avec professeur Stephen Weber, université de Pittsburgh

Prof. Stephen WeberTHOUGHT LEADERS SERIES...insight from the world’s leading experts

Pouvez-vous veuillez donner un bref aperçu de la variété de fonctionnements que les neuropeptides remplissent dans le cerveau ?

L'étendue de l'activité des neuropeptides est remarquablement grande. Par exemple, les neuropeptides sont impliqués dans le contrôle de douleur, l'humeur/dépression/comportement de troubles alimentaires, social et émotif, poids corporel, toxicomanie, tension, reproduction, contrôle de moteur, mémoire, et en mettant à jour la santé neuronale quand ils sont soulignés.

Récepteur actif d

Combien est connu au sujet de la production des neuropeptides et de leurs interactions avec des récepteurs de neurone ?

Il y a bien un morceau connu au sujet de la façon dont des neuropeptides sont produits, empaquetés, et relâchés. Les peptides sont les prepropeptides appelés synthétisés de protéines autant plus grandes. Ces protéines contiennent type les séquences des peptides multiples qui sont découpés hors du propeptide (ayant détruit « pré » la partie) par des enzymes.

Il y a également une valeur considérable connue au sujet des récepteurs - leur sélectivité pour certains peptides et les machines qui produisent un effet à l'intérieur de la cellule de gripper à un peptide en dehors de la cellule.

Functions of Neuropeptides on the Brain

Fonctionnements de Neuropeptides sur le cerveau d'AZoNetwork sur Vimeo.

Pourquoi peu de recherche a-t-elle été effectuée sur le destin des peptides dans l'espace extracellulaire jusqu'ici et comment espérez-vous changer ceci ?

Il est difficile de faire les mesures pour une chose. Pour des des autres, et ce n'est pas une critique, la science expérimentale obtient ses réponses plus croquantes des moins systèmes complexes.

Vérifier les enzymes qui hydrolysent des peptides dans un becher fournit l'illustration cinétique de manière assez détaillée. Il serait difficile de faire c'en tissu intact.

Cependant, dans les cultures de tissu (où nous avons travaillé) et in vivo (où nous allons travailler bientôt), il y a beaucoup de facteurs autres que la cinétique de la réaction enzymique qui régissent la vie d'un peptide dans l'espace extracellulaire comprenant combien enzyme coûte présent et les caractéristiques locales de l'espace extracellulaire régissant la capacité du peptide de diffuser.

Nous espérons fournir les méthodes qui peuvent déterminer la vie des peptides particuliers dans l'espace extracellulaire avec la bonne résolution spatiale (quelques centaines de micromètres), et avant tout la mesure change dans le destin de peptide provoqué par des événements pathologiques, des médicaments, etc.

Quels sont des ectopeptidases et pourquoi sont il importants pour étudier leur activité ?

Ectopeptidases sont les enzymes intégrales de membrane avec le site actif faisant face à l'espace extracellulaire. Elles sont généralement considérées comme le broyeur de la nature, hydrolysant des peptides de sorte que leurs effets demeurent assez près d'où ils ont été relâchés.

Mais parfois l'hydrolyse mène à un peptide avec une activité qui est différente du peptide originel. Et il y a peut-être d'une demi-douzaine d'articles qui expliquent des changements de destin de peptide chez des animaux d'expérience suivant une certaine « demande de règlement ».

Nous pensons que les ectopeptidases jouent un rôle plus profond en définissant l'activité des peptides dans le cerveau.

Deux neurones branchant à l

Pouvez-vous s'il vous plaît donner la méthode que vous vous êtes développé pour déterminer l'activité des ectopeptidases ?

Nous employons un courant électrique pour pousser un liquide neuropeptide-contenant par les circuits très petits entre les cellules, l'espace extracellulaire. Le flux courant-induit est électro-osmose appelée. Il est plus facile de régler qu'utilisant la pression et elle fait réussir le liquide par au loin et se rétrécir les circuits alors que pression-induit circulent favorise énormément de grands circuits.

La solution contient également un analogue acide d-aminé du peptide qui n'est pas hydrolysé. Nous rassemblons le liquide et mesurons les concentrations des produits de l'activité d'ectoenzyme sur le peptide.

Nous avons employé une analyse en ligne utilisant l'électrophorèse capillaire sur une frite ainsi que l'analyse hors ligne utilisant la chromatographie liquide capillaire.

Qu'a cette méthode indiquée au sujet de l'activité de différents ectopeptidases ?

Nous avons expliqué que l'aminopeptidase N est en activité dans une certaine région du hippocampe. Cet ectopeptidase inactive l'enkephalin de leucine (ainsi que d'autres enkephalins, dynorphins, et endorphines).

Nous juste tout au plus rencontre récente rapportée de la société pour la neurologie qu'il y a une différence dans l'activité de cet ectopeptidase dans deux régions limitrophes du hippocampe. Ceci peut aider à expliquer une observation de longue date au sujet de la susceptibilité relative de ces deux régions à la tension oxydante.

En outre, nous avons été entraînés dans un problème intéressant en recherchant à comprendre la transpeptidase de g-glutamyle d'ectopeptidase. Pour rendre une longue histoire courte, nous avons découvert que la dégradation du coenzyme A célèbre de biomolécule (CoA) était mal comprise, et que nous pouvions mesurer un produit de dégradation, cysteamine.

De plus, un panthetheinase appelé d'ectoenzyme était impliqué dans la dégradation du CoA. Ainsi nous quantitativement avons caractérisé la dégradation extracellulaire du CoA pour la première fois.

Anatomie femelle de cerveau de hippocampe - concept bleu

De quelles voies la méthode actuelle est-elle limitée ?

Nous employons actuel des cultures de tissu cérébral. La limitation est qu'il n'y a aucun flux sanguin, et naturellement c'est une culture, pas un cerveau entier. Nous avons des régimes pour faire cette expérience in vivo. Notre résolution spatiale est assez bonne, mais le débit est mauvais - cela prend un bon moment d'obtenir une réponse pour un peptide.

Êtes-vous combien étroitement à améliorer le débit de cette mesure et est-ce que quel choc ceci a ?

Nous sommes très proches - nous avons maintenant un spectromètre de masse à aller de pair avec nos séparations capillaires pour l'analyse. Ainsi nous pourrons déterminer les destins des peptides multiples en même temps et à déterminons plus complètement ce qu'est la distribution des produits hydrolytiques - rappelons, quelques produits ont l'activité biologique, ainsi c'est important.

Que pensez-vous les futures prises pour étudier l'activité d'ectopeptidase ?

Ectopeptidases eux-mêmes ont été étudiés pendant longtemps. La littérature est très embrouillante parce qu'essentiellement la même enzyme a pu avoir été découverte dans différents organes et à différentes heures ayant pour résultat plusieurs noms pour la même chose ou presque la même molécule. Et ce sont les enzymes liées par membrane rendant la caractérisation difficile.

En conclusion, elles ne sont pas particulièrement sélectrices et les inhibiteurs ne sont pas particulièrement sélecteurs. Heureusement, grâce aux techniques biochimiques modernes, une certaine commande surgit. En particulier le MEROPS (le site de http://merops.sanger.ac.uk/) est très utile. (Je n'ai aucune association avec ce site.)

Ainsi, plus que jamais avant, des questions spécifiques peuvent être posées. Avec nos techniques et d'autres qui pourraient être développé nous devrait pouvoir déterminer quel tri des « demandes de règlement » aboutissez aux changements de l'activité d'ectopeptidase qui peut être avantageuse à la santé de cerveau.

What Pittcon Can do for You

Quel Pittcon peut faire pour vous d'AZoNetwork sur Vimeo.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Je décrirai notre approche et résultats dans un exposé chez Pittcon dans un colloque jeudi, le 10 mars 2016, intitulé « surmontant des obstacles à effectuer des mesures dans le cerveau ».

Le colloque est au sujet du fait que l'analyse des systèmes vivants exige prélever des échantillons provenant des animaux, des tissus, ou des cellules. Habituellement ceci exige identifier et adapter l'analyse pour réduire à un minimum la perturbation produite par la mesure elle-même. C'est la définition de la bonne chimie analytique, naturellement.

Dans mon exposé, je décrirai nos efforts pour effectuer des mesures précises dans cet environnement provocant. Je parlerai également de nos résultats dans lesquels nous contrastons le destin de la leucine-enkephalin neuroprotective dans deux petites régions du hippocampe qui est important en apprenant et la mémoire.

Les deux petites régions réagissent très différemment à l'privation de l'oxygène et du glucose (par exemple, rappe, blessures). Nous pensons que les ectopeptidases, au moins l'aminopeptidase N, sont importants dans cette différence de susceptibilité à une insulte.

Au sujet de professeur Stephen Weber

Le Weber de Stephen est professeur de chimie et de la Science de translation clinique à l'université de Pittsburgh.

Il a reçu son PhD en 1979 de l'université de McGill pour la théorie et l'application du détecteur électrochimique.

Sa recherche entoure la théorie de séparations analytiques et l'application ainsi que le dépistage/quantitation chromatographiques en chimie bioanalytical, particulièrement neurochimie.

Au sujet de Pittcon

Pittcon® est une marque déposée de la conférence de Pittsburgh sur la chimie analytique et la spectroscopie appliquée, une organisation à but non lucratif de la Pennsylvanie. Coparrainé par la société de spectroscopie de Pittsburgh et la société pour les pharmaciens analytiques de Pittsburgh, Pittcon est la conférence annuelle et l'exposition premières sur la science de laboratoire.

Montant de l'éducation de la science de fonds de Pittcon et de l'outreach à tous les niveaux, jardin d'enfants par l'adulte. Pittcon donne plus que million de dollars par an pour fournir l'assistance financière et administrative pour différentes activités d'outreach de la science comprenant des concessions, des bourses de recherche, des bourses et des internats pour des stagiaires, des récompenses aux professeurs et aux professeurs, et des concessions de matériel de la science aux centres, aux bibliothèques et aux musées publics de la science.

Visite pittcon.org pour plus d'information.

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