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Determinación de la actividad de Ectopeptidase: Una entrevista con profesor Stephen Weber, universidad de Pittsburgh

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

¿Puede usted dar por favor una reseña abreviada de la variedad de funciones que los neuropeptides se realizan en el cerebro?

La extensión de la actividad de neuropeptides es notable amplia. Por ejemplo, los neuropeptides están implicados en mando del dolor, humor/la depresión/el comportamiento de los trastornos alimentarios, social y emocional, peso corporal, tenencia ilícita de drogas, tensión, reproducción, mando de motor, memoria, y en mantener salud neuronal cuando esfuerzo.

Receptor activo aislado en azul

¿Cuánto se sabe sobre la producción de neuropeptides y de sus acciones recíprocas con los receptores de la neurona?

Hay muy una broca sabida sobre cómo se producen, se empaquetan, y se liberan los neuropeptides. Los péptidos son proteínas tanto más grandes sintetizadas llamadas los prepropeptides. Estas proteínas contienen típicamente las series de los péptidos múltiples que son tallados fuera del propeptide (que pierde “pre” la porción) por las enzimas.

Hay también una considerable cantidad sabida sobre los receptores - sus péptidos de la selectividad con certeza y la maquinaria que crea un efecto dentro de la célula de atar a un péptido fuera de la célula.

Functions of Neuropeptides on the Brain

Funciones de Neuropeptides en el cerebro de AZoNetwork en Vimeo.

¿Por qué poca investigación se ha realizado sobre el destino de péptidos en el espacio extracelular hasta ahora y cómo usted espera cambiar esto?

Es duro hacer las mediciones para una cosa. Para otros, y esto no es críticas, la ciencia experimental consigue sus respuestas más quebradizas de los menos sistemas complejos.

La investigación de las enzimas que hidrolizan los péptidos en un cubilete ofrece el retrato cinético en un cierto detalle. Esto sería duro de hacer en tejido intacto.

Sin embargo, en culturas del tejido (donde hemos trabajado) y in vivo (donde vamos a trabajar pronto), hay muchos factores con excepción de las cinéticas de la reacción enzimática que regulan el curso de la vida de un péptido en el espacio extracelular incluyendo cuánta enzima es presente y las características locales del espacio extracelular que regula la capacidad del péptido de difundir.

Esperamos ofrecer los métodos que pueden determinar el curso de la vida de péptidos determinados en el espacio extracelular con la buena resolución espacial (poco cientos micrómetros), y más importante la dimensión cambia en el destino del péptido causado por acciones patológicas, las drogas, el etc.

¿Cuáles son ectopeptidases y porqué es él importantes estudiar su actividad?

Ectopeptidases es enzimas integrales de la membrana con el sitio activo que hace frente al espacio extracelular. Se miran generalmente como trituradora de papel de la naturaleza, hidrolizando los péptidos de modo que siga habiendo sus efectos bastante cerca de donde fueron liberados.

Pero la hidrólisis lleva a veces a un péptido con una actividad que sea diferente del péptido original. Y hay quizás medias docenas de los papeles que demuestran cambios en destino del péptido en los animales de experimento que siguen un cierto “tratamiento”.

Pensamos que los ectopeptidases desempeñan un papel más profundo en la definición de la actividad de péptidos en el cerebro.

Dos neuronas que conectan usando transmisiones electroquímicas. Ejemplo de Digitaces

¿Puede usted contornear por favor el método que usted se ha convertido para determinar la actividad de ectopeptidases?

Utilizamos una corriente eléctrica para activar un líquido neuropeptide-que contiene a través de los caminos muy pequeños entre las células, el espacio extracelular. El flujo actual-inducido se llama electroosmosis. Es más fácil controlar que usando la presión y ella hace el líquido pasar a través de los caminos anchos y estrechos mientras que el flujo presión-inducido favorece sumamente los caminos grandes.

La solución también contiene un análogo ácido d-amino del péptido que no se hidroliza. Cerco el líquido y medimos las concentraciones de los productos de la actividad del ectoenzyme en el péptido.

Hemos utilizado un análisis en línea usando la electroforesis capilar en una viruta así como análisis fuera de línea usando la cromatografía líquida capilar.

¿Qué tiene este método revelador sobre la actividad de diversos ectopeptidases?

Demostramos que la aminopeptidasa N es activa en cierta región del hipocampo. Este ectopeptidase desactiva enkephalin de la leucina (así como otros enkephalins, dynorphins, y endorphins).

Acabamos de denunciar a lo más a la reciente reunión de la sociedad para la neurología que hay una diferencia en la actividad de este ectopeptidase en dos regiones adyacentes del hipocampo. Esto puede ayudar a explicar una prolongada observación sobre la susceptibilidad relativa de estas dos regiones a la tensión oxidativa.

También, nos drenaron dentro de un problema interesante al intentar entender la transpeptidasa del g-glutamil del ectopeptidase. Para hacer una historia larga corta, descubrimos que la degradación de la coenzima famosa A (CoA) de la biomolécula era mal entendida, y que podíamos medir un producto de la degradación, cysteamine.

Además, un ectoenzyme llamado panthetheinase estuvo implicado en la degradación del CoA. Caracterizamos tan cuantitativo la degradación extracelular del CoA por primera vez.

Anatomía femenina del cerebro del hipocampo - concepto azul

¿De qué maneras se limita el método actual?

Utilizamos actualmente culturas del tejido cerebral. La limitación es que no hay flujo de sangre, y por supuesto es una cultura, no un cerebro entero. Tenemos planes para hacer este experimento in vivo. Nuestra resolución espacial es bastante buena, pero la producción es pobre - tarda un tiempo largo para conseguir una respuesta para un péptido.

¿Cómo cerca está usted a perfeccionar la producción de esta medición y qué impacto éste tiene?

Estamos muy cercanos - ahora tenemos un espectrómetro de masas a ir con nuestras separaciones capilares para el análisis. Así podremos determinar los destinos de los péptidos múltiples al mismo tiempo y a determinamos más a conciencia cuáles es la distribución de productos hidrolíticos - recordamos, algunos productos tienen actividad biológica, así que esto es importante.

¿Qué usted piensa los asimientos futuros para estudiar actividad del ectopeptidase?

Ectopeptidases ellos mismos se ha estudiado durante mucho tiempo. La literatura es muy confusa porque esencialmente la misma enzima se pudo haber descubierto en diversos órganos y en diversas horas dando por resultado varios nombres para lo mismo o casi la misma molécula. Y éstas son enzimas del membrana-salto que hacen la caracterización difícil.

Finalmente, no son determinado selectivas y los inhibidores no son determinado selectivos. Afortunadamente, los gracias a las técnicas bioquímicas modernas, una cierta orden se están presentando. Particularmente el MEROPS (el sitio de http://merops.sanger.ac.uk/) es muy útil. (No tengo ninguna asociación con este sitio.)

Así pues, más que nunca antes, las preguntas específicas pueden ser hechas. Con nuestras técnicas y otras que pudieron ser convertido nosotros debe poder determinar qué clase de “tratamientos” lleve a los cambios en la actividad del ectopeptidase que puede ser beneficiosa a la salud del cerebro.

What Pittcon Can do for You

Qué Pittcon puede hacer para usted de AZoNetwork en Vimeo.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Describiré nuestra aproximación y resultados en una presentación en Pittcon en un simposio el jueves, el 10 de marzo de 2016, dado derecho “superando obstáculos a hacer mediciones en el cerebro”.

El simposio es sobre el hecho de que el análisis de sistemas vivos requiere la recopilación de muestras de animales, de tejidos, o de células. Esto requiere generalmente el reconocimiento y la adaptación del análisis para disminuir la perturbación creada por la medición sí mismo. Ésta es la definición de la buena química analítica, por supuesto.

En mi presentación, describiré nuestros esfuerzos de hacer mediciones exactas en este ambiente desafiador. También hablaré de nuestros resultados en los cuales pongamos en contraste el destino de la leucina-enkephalin neuroprotective en dos pequeñas regiones del hipocampo que es importante en el aprendizaje y la memoria.

Las dos pequeñas regiones reaccionan muy diferentemente a la privación del oxígeno y de la glucosa (e.g., recorrido, daño). Pensamos que los ectopeptidases, por lo menos aminopeptidasa N, son importantes en esta diferencia de la susceptibilidad a un insulto.

Sobre profesor Stephen Weber

Stephen Weber es profesor de la química y de la ciencia de translación clínica en la universidad de Pittsburgh.

Él recibió su doctorado en 1979 de la universidad de McGill para la teoría y el uso del detector electroquímico.

Su investigación abarca teoría de las separaciones analíticas y uso así como detección/cuantificación cromatográficas en la química bioanalytical, especialmente neuroquímica.

Sobre Pittcon

Pittcon® es una marca registrada de la conferencia de Pittsburgh sobre la química analítica y la espectroscopia aplicada, una organización no lucrativa de Pennsylvania. Copatrocinado por la sociedad de la espectroscopia de Pittsburgh y la sociedad para los químicos analíticos de Pittsburgh, Pittcon es el Congreso Anual y la exposición primeros en ciencia del laboratorio.

Ingresos de la educación y del outreach en todos los niveles, guardería de la ciencia del fondo de Pittcon a través del adulto. Pittcon dona más que millón de dólares por año para proporcionar el soporte financiero y administrativo para las diversas actividades de outreach de la ciencia incluyendo concesiones, las becas de investigación, las becas y las prácticas para los estudiantes, las recompensas a los profesores y a los profesores, y las concesiones del equipo de la ciencia a los centros, a las bibliotecas y a los museos públicos de la ciencia.

Visita pittcon.org para más información.

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