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Determinando a actividade de Ectopeptidase: Uma entrevista com professor Stephen Weber, universidade de Pittsburgh

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

Por favor pode você dar uma breve vista geral da variedade de funções que os neuropeptides executam no cérebro?

O espaço da actividade dos neuropeptides é notàvel largo. Por exemplo, os neuropeptides estão envolvidos no controle da dor, no humor/depressão/comportamento dos distúrbios alimentares, o social e o emocional, peso corporal, abuso de drogas, esforço, reprodução, controlo do motor, memória, e em manter a saúde neuronal quando são forçados.

Receptor activo isolado no azul

Quanto é sabido sobre a produção de neuropeptides e de suas interacções com receptors do neurônio?

Há bastante um bit conhecido sobre como os neuropeptides são produzidos, empacotados, e liberados. Os Peptides são proteínas tanta maiores sintetizadas chamadas prepropeptides. Estas proteínas contêm tipicamente as seqüências dos peptides múltiplos que são cinzelados fora do propeptide (que perde “pre” a parcela) por enzimas.

Há igualmente uma quantidade considerável conhecida sobre os receptors - seus peptides da selectividade com certeza e a maquinaria que cria um efeito dentro da pilha da ligação a um peptide fora da pilha.

Functions of Neuropeptides on the Brain

Funções de Neuropeptides no cérebro de AZoNetwork em Vimeo.

Por que pouca pesquisa tem sido realizada sobre o destino dos peptides no espaço extracelular até agora e como você espera mudar este?

É duro fazer por um lado as medidas. Para outros, e esta não é uma desaprovação, a ciência experimental obtem suas a maioria de respostas torradas de menos sistemas complexos.

Investigar as enzimas que hydrolyze peptides em uma taça fornece a imagem cinética em algum detalhe. Isto seria duro de fazer no tecido intacto.

Contudo, em culturas do tecido (onde nós trabalhamos) e in vivo (onde nós estamos indo trabalhar logo), há muitos factores diferentes das cinéticas da reacção de enzima que governam a vida de um peptide em incluir do espaço extracelular quanto enzima esta presente e as características locais do espaço extracelular que governa a capacidade do peptide para difundir.

Nós esperamos fornecer os métodos que podem determinar a vida de peptides particulares no espaço extracelular com boa definição espacial (pouco cem micrômetros), e mais importante ainda a medida muda no destino do peptide causado por eventos patológicos, por drogas, etc.

Que são ectopeptidases e porque são ele importantes estudar sua actividade?

Ectopeptidases é enzimas integrais da membrana com o local activo que enfrenta o espaço extracelular. São considerados geralmente como a retalhadora de papel da natureza, hydrolysing peptides de modo que seus efeitos permaneçam razoavelmente perto de onde foram liberados.

Mas às vezes a hidrólise conduz a um peptide com uma actividade que seja diferente do peptide original. E há talvez umas meias dúzia dos papéis que demonstram mudanças no destino do peptide nos animais experimentais que seguem algum “tratamento”.

Nós pensamos que os ectopeptidases jogam um papel mais profundo em definir a actividade dos peptides no cérebro.

Dois neurônios que conectam usando transmissões electroquímicas. Ilustração de Digitas

Pode você por favor esboçar o método que você se tornou para determinar a actividade dos ectopeptidases?

Nós usamos uma corrente elétrica para empurrar um líquido decontenção através dos trajectos muito pequenos entre pilhas, o espaço extracelular. O fluxo actual-induzido é chamado electroosmose. É mais fácil controlar do que a usar a pressão e faz com que o líquido passe através dos trajectos largos e estreitos visto que o fluxo pressão-induzido favorece vastamente grandes trajectos.

A solução igualmente contem um d-amino analogue ácido do peptide que não hydrolysed. Nós recolhemos o líquido e medimos as concentrações dos produtos da actividade do ectoenzyme no peptide.

Nós usamos uma análise em linha usando a electroforese capilar em uma microplaqueta assim como a análise autónoma usando a cromatografia líquida capilar.

Que tem este método revelado sobre a actividade de ectopeptidases diferentes?

Nós demonstramos que o aminopeptidase N é activo em uma determinada região do hipocampo. Este ectopeptidase neutraliza o enkephalin da leucina (assim como os outros enkephalins, dynorphins, e endorphins).

Nós apenas relatamos no máximo a reunião recente da sociedade para a neurociência que há uma diferença na actividade deste ectopeptidase em duas regiões adjacentes do hipocampo. Isto pode ajudar a explicar uma observação de longa data sobre a susceptibilidade relativa destas duas regiões ao esforço oxidativo.

Também, nós fomos desenhados em um problema interessante ao procurar compreender o transpeptidase do g-glutamyl do ectopeptidase. Para fazer uma história longa curto, nós descobrimos que a degradação da coenzima famosa A da biomolécula (CoA) estêve compreendida deficientemente, e que nós podíamos medir um produto da degradação, cysteamine.

Além, um ectoenzyme chamado panthetheinase foi envolvido na degradação do CoA. Assim nós caracterizamos quantitativa a degradação extracelular do CoA pela primeira vez.

Anatomia fêmea do cérebro do hipocampo - conceito azul

Em que maneiras o método actual é limitado?

Nós usamos actualmente culturas do tecido de cérebro. A limitação é que não há nenhuma circulação sanguínea, e naturalmente é uma cultura, não um cérebro inteiro. Nós temos os planos para fazer in vivo esta experiência. Nossa definição espacial é relativamente bom, mas a produção é deficiente - toma uns muitos tempos obter uma resposta para um peptide.

É como perto você a melhorar a produção desta medida e que impacto este tem?

Nós somos muito próximos - nós temos agora um espectrómetro em massa a ir com nossas separações capilares para a análise. Assim nós poderemos determinar ao mesmo tempo os destinos dos peptides múltiplos e a determinamos mais completamente o que a distribuição de produtos hydrolytic é - recordamos, alguns produtos têm a actividade biológica, assim que este é importante.

Que você pensa as posses futuras para estudar a actividade do ectopeptidase?

Ectopeptidases ele mesmo tem sido estudado por muito tempo. A literatura é muito desconcertante porque essencialmente a mesma enzima pode ter sido descoberta em órgãos diferentes e em horas diferentes tendo por resultado diversos nomes para o mesmos ou quase a mesma molécula. E estas são enzimas do membrana-limite que fazem a caracterização difícil.

Finalmente, não são particularmente selectivos e os inibidores não são particularmente selectivos. Felizmente, os agradecimentos às técnicas bioquímicas modernas, algum pedido estão elevarando. Em particular o MEROPS (o local de http://merops.sanger.ac.uk/) é muito útil. (Eu não tenho nenhuma associação com este local.)

Assim, mais do que nunca antes, as perguntas específicas podem ser feitas. Com nossas técnicas e outro que puderam ser tornado nós deve poder determinar o que meio os “tratamentos” conduzem às mudanças na actividade do ectopeptidase que pode ser benéfica à saúde do cérebro.

What Pittcon Can do for You

Que Pittcon pode fazer para você de AZoNetwork em Vimeo.

Onde podem os leitores encontrar mais informação?

Eu descreverei nossos aproximação e resultados em uma apresentação em Pittcon em um simpósio em quinta-feira, o 10 de março de 2016, autorizada “superando obstáculos a fazer medidas no cérebro”.

O simpósio é sobre o facto de que a análise de sistemas vivos exige a tomada de amostras dos animais, dos tecidos, ou das pilhas. Geralmente isto exige o reconhecimento e a adaptação da análise para minimizar a perturbação criada pela medida própria. Esta é a definição da boa química analítica, naturalmente.

Em minha apresentação, eu descreverei nossos esforços para fazer medidas exactas neste ambiente desafiante. Eu igualmente falarei sobre nossos resultados em que nós contrastamos o destino da leucina-enkephalin neuroprotective em duas regiões pequenas do hipocampo que é importante na aprendizagem e na memória.

As duas regiões pequenas reagem muito diferentemente à privação do oxigênio e da glicose (por exemplo, curso, ferimento). Nós pensamos que os ectopeptidases, pelo menos aminopeptidase N, são importantes nesta diferença da susceptibilidade a um insulto.

Sobre o professor Stephen Weber

Stephen Weber é professor da química e da ciência Translational clínica na universidade de Pittsburgh.

Recebeu seu PhD em 1979 da universidade de McGill para a teoria e a aplicação do detector eletroquímico.

Sua pesquisa abrange a teoria das separações analíticas e a aplicação assim como detecção/quantificação cromatográficas na química bioanalytical, especialmente neurochemistry.

Sobre Pittcon

Pittcon® é uma marca registada da conferência de Pittsburgh sobre a química analítica e espectroscopia aplicada, uma organização não lucrativa de Pensilvânia. Co-patrocinado pela sociedade da espectroscopia de Pittsburgh e pela sociedade para químicos analíticos de Pittsburgh, Pittcon é o primeiros Congresso Anual e exposição na ciência do laboratório.

Rendimentos da educação da ciência do fundo de Pittcon e do outreach a todos os níveis, jardim de infância através do adulto. Pittcon doa mais do que milhão dólares um o ano para fornecer o apoio financeiro e administrativo para as várias actividades de outreach da ciência que incluem concessões, subsídios de investigação, bolsas de estudos e estágios para estudantes, concessões aos professores e aos professores, e concessões do equipamento da ciência aos centros, às bibliotecas e aos museus públicos da ciência.

Visita pittcon.org para mais informação.

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