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Articles by Vladimir I. Titorenko in JoVE

 JoVE General

Eine quantitative Bewertung der Hefe Lipidome mit Elektrospray-Ionisation-Massenspektrometrie


JoVE 1513 8/21/2009

Department of Biology, Concordia University

Wir beschreiben eine neue quantitative Lipidomik Methode zur Identifizierung zahlreicher Lipidspezies in Hefe mit Umfrage-scan Elektrospray Massenspektrometrie (ESI / MS). Diese Methode überschreitet derzeit verfügbaren Methoden für die Lipid-Identifizierung und Quantifizierung in der Fähigkeit, verschiedene molekulare Formen von Lipiden, Empfindlichkeit und Geschwindigkeit zu lösen.

Other articles by Vladimir I. Titorenko on PubMed

Acyl-CoA-Oxidase Als Heteropentameren Importiert Wird, Cofaktor-Komplex Enthält, in Die Peroxisomen Von Yarrowia Lipolytica

RNA-Interferenz Von Peroxisomen-verwandte Gene in C. Elegans: Ein Neues Modell Für Den Menschlichen Peroxisomalen Erkrankungen

Peroxisome Bereich in Der Hefe Yarrowia Lipolytica Wird Durch Ein Signal Aus Dem Inneren Des Peroxisom Geregelt

Die Peroxisomen: Orchestrieren Wichtige Entwicklungs Entscheidungen Aus Dem Inneren Der Zelle

Eine Neue Definition Für Die Konsensus-Sequenz Des Targeting-Signal Peroxisom Typ-2

Dynamische Ergosterin-und Ceramid-reichen Domänen in Der Peroxisomalen Membran Als Organisierendes Plattform Für Peroxisomen Fusion Dienen

Peroxisom Biogenese: Das Peroxisomale Endomembrane System Und Die Rolle Der Das ER

Peroxisomen haben lange als teilautonome, statische und homogene Organellen angesehen, die außerhalb der sekretorischen und endocytic Bahnen der vesikulären Strömung vorhanden sind. Wachsende Beweise unterstützt jedoch die Ansicht, die Peroxisomen eigentlich eine dynamische Endomembrane System bilden, der aus dem Endoplasmatischen Retikulum stammt. Diesen Bericht unterstreicht die verschiedenen Strategien, die für die Koordinierung des Fluss der Membran eingeschlossene Träger durch das Peroxisomale Endomembrane System von evolutionär unterschiedliche Organismen verwendet und kritisch wertet die Dynamik und die molekularen Mechanismen der dieser Vorgang.

Lipide Und Lipid-Domains in Der Peroxisomale Membran Von Der Hefe Yarrowia Lipolytica

Biologische Membranen haben einzigartige und äußerst vielfältige Kompositionen ihrer Lipid-Wähler. Derzeit haben wir nur teilweise Verständnis wie Membrane Lipide und Lipid-Domains Regeln die strukturelle Integrität und Funktionalität der zellularen Organellen, Orchestrierung der intrazellulären Menschenhandel membrangebundener Proteine und Lipide pflegen die einzigartige Molekulare Zusammensetzung jedes organellar Membran und die stationären Ebenen zahlreiche signalisierende Moleküle erzeugt in biologischen Membranen zu kontrollieren. Ähnlich wie bei anderen organellar Membranen, ein einzelnes Lipid-Bilayer einschließenden Peroxisom, ein Organell, bekannt für seine wichtige Rolle im Fettstoffwechsel, hat eine einzigartige Lipid-Zusammensetzung und organisiert einige seiner Lipid und Protein-Komponenten in unverwechselbaren Assemblys. Diesen Bericht unterstreicht die jüngsten Fortschritte in unserem Wissen von wie Lipide und Lipid-Domänen der Peroxisomale Membran die Prozesse der Peroxisom-Montage und Wartung in der Hefe Yarrowia Lipolytica regulieren. Kritisch beurteilen wir die molekularen Mechanismen, durch die Lipid-Bestandteile der Peroxisomale Membran diese multistep Prozesse und Gliederung Richtungen für die künftige Forschung in diesem Bereich kontrollieren.

Überproduktion Von Übersetzung-Dehnung-Faktor-1-Alpha (eEF1A) Unterdrückt Den Peroxisom Biogenese Mangel Hansenula Polymorpha Pex3 Mutanten über Translatorische Read-through

In Eukaryoten ist Dehnung Faktor 1-Alpha (eEF1A) bei der Dehnung der Übersetzung erforderlich. Wir beobachteten, dass ein Teil der zellulären eEF1A mit gereinigtem Peroxisomen aus der METHYLOTROPHE Hefe Pichia angusta colocalizes. Wir haben zwei Genen (TEF1 und TEF2) isoliert, codieren, die eEF1A und die sind konstitutiv ausgedrückt. Wir beobachteten, dass Überproduktion von eEF1A unterdrückt das Peroxisom mangelhaft Phänotyp der ein H. Polymorpha pex3-1 Mutant, die nicht in eine Belastung gelöscht für PEX3 beobachtet wurde. Die pex3-1-Allel enthält ein UGG, UGA Mutation, abschneiden und damit Pex3p nach Aminosäure 242, was darauf hindeutet, dass die Unterdrückung Wirkung könnte das Ergebnis translatorischen Read-through. In Übereinstimmung mit dieser Hypothese, eine Überexpression des pex3-1 Gens selbst (einschließlich ihrerseits nun nicht übersetzten) teilweise wiederhergestellt Peroxisom Biogenese in eine PEX3-null-Mutante. Eine spätere co-Überexpression von TEF2 dieser Belastung vollständig restauriert seine Peroxisom Biogenese defekt und führten zur Bildung von großen Mengen von in Pex3p, vermutlich über translatorische Read-through.

Ein Signal in Das Peroxisom Initiiert Geschäftsbereich Durch Die Förderung Der Umbau Der Peroxisomale Membran

Wir definieren die Dynamik räumlicher und zeitlicher Reorganisation des Teams von Proteinen und Lipiden Peroxisom-Abteilung dienen. Das Peroxisom wird zuständigen Division, erst nachdem es das Komplettset Matrix-Proteine im Fettstoffwechsel erwirbt. Überlastung der Peroxisom mit Matrix-Proteinen fördert die Verlagerung der Acyl-CoA-Oxidase (Aox), ein Enzym der Fettsäure-Antigen, aus der Matrix auf die Membrane. Die Bindung des Aox, Pex16p, eine Membran-assoziierte Peroxin erforderlich für Peroxisom Biogenese, initiiert die Biosynthese der Phosphatidsäure Säure und Diacylglycerol (DAG) in der Membran. Die Bildung von diesen zwei Lipide und die nachfolgende Transbilayer Bewegung der DAG initiieren die Montage eines Komplexes zwischen den Peroxins Pex10p und Pex19p, die Dynamin-ähnlichen GTPase Vps1p und mehrere Aktin-Zytoskelett-Proteine auf die Peroxisomale Oberfläche. Dieses Protein-Team fördert Membran Kernspaltung, damit den terminal Schritt Peroxisom Division ausgeführt.

Raumzeitliche Dynamik Des ER Abgeleiteten Peroxisomale Endomembrane Systems

Neuere Studien haben nachgewiesen, dass Peroxisomen eine multicompartmental Endomembrane System darstellen. Das System beginnt zu bilden mit die Angriffe auf bestimmte Peroxisomale Membranproteine, die ER und die Ausfahrt aus der ER über preperoxisomal Träger. Diese Träger unterziehen ein multistep Reifung in metabolisch aktiven Peroxisomen, enthält das gesamte Komplement Peroxisomale Proteine in Membran und Matrix. Bei jedem Schritt, den Import von einer Teilmenge von Proteinen und die Aufnahme von bestimmten Membrane Lipide Ergebnis bei der Bildung von distinct, mehr ältere Fach des Peroxisomale Endomembrane Systems. Individuelle Peroxisomale Fächer vermehren sich durch eine oder mehrere Runden der Division unterzogen. Hier besprechen wir verschiedene Strategien, mit denen Organismen evolutionär diverse Fach-Formation, Reifung und Teilung im Peroxisomale Endomembrane System zu koordinieren. Wir auch kritisch die molekularen und zellulären Mechanismen, die für diese Prozesse zu bewerten, skizzieren die wichtigsten unbeantworteten Fragen und schlagen Sie Richtungen für die künftige Forschung.

Wirkung Der Kalorienrestriktion Auf Die Metabolische Geschichte Chronologisch Alternder Hefe

Altern ist ein sehr komplexes, multifaktorielle Prozess. Wir verwenden die Hefe Saccharomyces Cerevisiae als Vorbild, um die Mechanismen der zellulären Alterung bei mehrzelligen Eukaryoten zu studieren. Um die Komplexität des Alterns aus Sicht der Systeme anzugehen und eine integrative Modell der Alterungsprozess zu bauen, untersuchten wir die Wirkung der Kalorienrestriktion (CR), eine kalorienarme Diät-Therapie auf die metabolische Geschichte chronologisch alternde Hefe. Wir untersuchen, wie CR beeinflusst die Dynamik altersbedingte Veränderungen in den intrazellulären Ebenen der zahlreichen Proteinen und Metaboliten, Kohlenhydrat und Lipid-Stoffwechsel, interorganellar metabolische Flow, Konzentration der reaktive Sauerstoffspezies, mitochondrialen Morphologie, wesentliche Oxidation-reduction Prozesse in den Mitochondrien, mitochondriale Proteom, Cardiolipin in der inneren mitochondrialen Membran, Häufigkeit der Mutationen der mitochondrialen DNA, Dynamik der mitochondrialen Kernäquivalent, Anfälligkeit für Mitochondrien-kontrollierte Apoptose und Stressresistenz. Basierend auf dem Vergleich der metabolischen Historien von langlebigen CR-Hefe und kurzlebige nicht-CR-Hefe, schlagen wir vor, dass die Hefe das langfristige Überleben definieren, indem Sie entwerfen ein Diät-spezifische Muster von Stoffwechsel und Organell Dynamik vor der reproduktiven Reifung. Unsere Daten zufolge somit Langlebigkeit in chronologisch alternden Hefe das Ausmaß der metabolischen Kapazität und Organell Organisation programmiert ist, die sie auf Diät-spezifische Weise, vor dem Einlaufen in einen nicht-proliferative Zustand entwickelt.

Eine Neuartige Funktion Der Lipid-Tröpfchen Bei Der Regulierung Der Langlebigkeit

Wachsende Beweise stützen die Einschätzung, dass LDs (Lipid Tröpfchen) dynamische Organellen, die sowohl als eine intrazelluläre Signalgebung Fach eine organisierende Plattform orchestriert viele wichtige Prozesse in eukaryotischen Zellen dienen kann. Es ist klar geworden, dass Langlebigkeit der LDs-beschränkt Deposition und lipolytische Verschlechterung der neutralen Lipiden in eukaryotischen Mehrzeller und Hefe zu definieren. Wir fassen die Beweise für die wesentliche Rolle der LDs in Langlebigkeit Verordnung und schlagen mehrere Molekulare Mechanismen, mit denen diese dynamische organellar Fächer den Alterungsprozess in mehrzelligen Eukaryoten und Hefe kontrollieren.

Chemische Genetischen Bildschirm Identifiziert Lithocholic Säure Als Eine Anti-Aging-Substanz, Die Hefe Chronologisch Lebensdauer in TOR-unabhängigen Weise Erweitert Durch Modulation Hauswirtschaft Langlebigkeit Qualitätssicherung Prozesse

In chronologisch alternden Hefe, kann die Langlebigkeit durch die Verwaltung eine kalorische Einschränkung (CR)-Ernährung oder einige kleine Moleküle erweitert werden. Diesen lebensverlängernde Maßnahmen zielen auf das anpassungsfähige Ziel angiomiolipomas (TOR) und Lager/Proteinkinase A (cAMP/PKA) Signalisierung Bahnen, die unter der strengen Kontrolle der Kalorienverfügbarkeit sind. Wir entwarfen einen chemischen genetischen Bildschirm für kleine Moleküle, die die chronologische Lebensdauer der Hefe unter CR zu erhöhen, indem targeting Lipidstoffwechsel und modulierenden Hauswirtschaft Langlebigkeit Bahnen, die Langlebigkeit, unabhängig von der Anzahl der verfügbaren Kalorien zu regulieren. Unsere Leinwand identifiziert Lithocholic Säure (LCA) als eine solche Moleküle. Wir zeigen zwei Mechanismen die lebensverlängernde Wirkung von LCA in chronologisch alternden Hefe. Ein Mechanismus arbeitet in einer Kalorie Verfügbarkeit-unabhängigen Weise und beinhaltet die LCA-regierten Modulation der Hauswirtschaft Langlebigkeit Qualitätssicherung Bahnen, die sich nicht überschneiden mit der anpassungsfähige TOR und cAMP/PKA-Wege. Der anderen Mechanismus erweitert Hefe Langlebigkeit unter nicht-CR-Bedingungen und besteht in der LCA-gesteuerte Entlarvung des bisher unbekannten Anti-Aging-Potentials der PKA. Wir belegen, dass LCA Hauswirtschaft Langlebigkeit Qualitätssicherung Bahnen moduliert durch Unterdrücken von Lipid-induzierte Nekrose, mitochondriale Fragmentierung abgeschwächt, ändern Oxidation-reduction Prozesse in den Mitochondrien, Verbesserung der Resistenz gegen oxidativen und thermischen Beanspruchungen, unterdrücken von Mitochondrien-kontrollierte Apoptose und Verbesserung der Stabilität des nuclear and mitochondrial DNA.

Xenohormetic, Hormetische Und Zytostatika Selektive Kräfte Langlebigkeit Auf Der ökosystemspezifische Ebene

Wir fanden vor kurzem, dass die Lithocholic Säure (LCA), eine Gallenflüssigkeit Hefe Langlebigkeit erweitert. Im Gegensatz zu Säugetieren Hefe Gallensäuren nicht synthetisieren. Wir schlagen deshalb vor, dass Gallensäuren, die in die Umwelt freigesetzt werden, durch Säugetiere als Interspezies chemische Signale, die die Langlebigkeit Gewährung Hefe und, vielleicht, andere Arten innerhalb eines Ökosystems fungieren können.

Peroxisom-Stoffwechsel Und Zelluläre Alterung

Die wesentliche Rolle der Peroxisomen in Fettsäure-Oxidation, Anaplerotische Stoffwechsel und Wasserstoffperoxid Umsatz ist weit verbreitet. Jüngsten Forschungsergebnisse legen nahe, dass diese und andere ähnliche biochemische Prozesse unterliegen die Organellen auch eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der zellulären Alterung spielen können. Das Ziel dieser Überprüfung ist zum zusammenfassen und integrieren in ein Modell des Beweis, dass Peroxisom-Stoffwechsel tatsächlich hilft replicative und chronologische Alter einer eukaryotischen Zelle definieren. In diesem Modell werden Peroxisomale reaktive Sauerstoffspezies (ROS) gesehen, als Organell Biogenese und Funktion zu verändern und unangekündigt Änderungen in die dynamische Kommunikationsnetze, die zwischen Peroxisomen und anderen zellularen Fächern bestehen. Auf einem niedrigen Niveau aktivieren Peroxisomale ROS ein Anti-Aging-Programm in der Zelle; bei Konzentrationen über einem bestimmten Schwellenwert wird ein pro-aging Kurs ausgelöst.

Auf Der Suche Nach Hauswirtschaft-Bahnen, Die Langlebigkeit Zu Regulieren

Lithocholic Gallensäuren Tötet Selektiv Neuroblastoma Zellen, Während Schonung Normaler Neuronale Zellen

Altern ist einer der wichtigsten Risikofaktoren von Krebs. Das Auftreten von Krebs kann durch pharmakologische und diätetische Anti-Aging-Maßnahmen verschoben werden. Wir fanden vor kurzem in Hefe zelluläre Modelle des Alterns, Lithocholic Säure (LCA) Langlebigkeit erweitert. Hier zeigen wir, dass bei Konzentrationen, die nicht zytotoxisch auf Primärkulturen von menschlichen Neuronen sind LCA Neuroblastom (NB)-Zelllinien BE 2-m17, SK-n-SH, SK tötet-n-MCIXC und Lan-1. In BE 2-m17 SK-n-SH und SK-n-MCIXC Zellen, die LCA-Anti-Tumor-Wirkung ist aufgrund der Apoptotic Zellentod. Im Gegensatz dazu ist der LCA-ausgelösten Tod von Lan-1 Zellen nicht durch Apoptose verursacht. Während der niedrige Konzentrationen von LCA BE 2-m17 und SK-n-MCIXC Zellen induziert durch Wasserstoffperoxid Apoptotic Zellentod von Mitochondrien kontrolliert zu sensibilisieren, machen diese LCA-Konzentrationen Primärkulturen von menschlichen Neuronen resistent gegen solche Form der Zelltod. LCA tötet BE 2-m17 und SK-n-MCIXC-Zelllinien durch Auslösung nicht nur die systeminterne (mitochondrial) Apoptotic Zelle Tod Pathway angetrieben von mitochondrialen Außenmembran Permeabilization und Initiator Caspase-9-Aktivierung, aber auch die extrinsischen (Tod-Rezeptor) Weg von Apoptosis, die Aktivierung der Initiator Caspase-8. Basierend auf diesen Daten, schlagen wir einen Mechanismus, eine potente und selektive Anti-Tumor-Wirkung der LCA in kultivierten menschlichen NB-Zellen zugrunde. Darüber hinaus unsere Feststellung, die LCA tötet kultivierten menschlichen Brustkrebs und Ratte Gliomzellen impliziert, dass es eine breite Anti-Tumor-Wirkung auf Krebszellen, die aus den verschiedenen Geweben und Organismen.

Dynamik Und Regulation Des Lipid-Tröpfchen-Formation in Lipopolysaccharid (LPS)-stimulierte Mikroglia

Lipid-Tröpfchen (LDs) sind neutrale lipidreiche Organellen viele zelluläre Prozesse beteiligt. Ein bekanntes Beispiel ist ihre Ansammlung in Leukozyten bei der Aktivierung von Pro-entzündliche Reize wie Lipopolysaccharide (LPS) von Gram-negativen Bakterien abgeleitet. Eine Rolle von LDs und LD-assoziierte Proteine während der Entzündung im Gehirn ist unbekannt, jedoch. Wir haben jetzt ihre Dynamik und Regulierung in der Mikroglia, die ansässigen Immunzellen im Gehirn untersucht. Wir finden, dass LPS Behandlung der Mikroglia zu der Akkumulation in ihnen der LDs und Verbesserung der Größe des LDs führt. Diese Induktion von LDs wurde durch Triacsin C, ein Triglycerid-Biosynthese-Hemmer abgeschafft. LPS aktiviert stark c-Jun N-Terminal Kinase (JNK) und p38 MAPK Stress Signalisierung Wege und erhöht die Expression des LD-assoziierte Protein Perilipin-2 (ADRP) in gewissem Sinne zeitabhängig. Paraffinschnitten zeigte, dass Perilipin-2 in LPS behandelten Mikroglia, die überwiegend mit LDs. Inhibitoren der p38 α/β (SB203580) und PI3K/Akt-Pathway (LY294002) colocalized, aber nicht die JNK (SP600125), LPS-induzierte LD Akkumulation reduziert und eliminiert die aktivierende Wirkung von LPS auf Perilipin-2. Zusätzlich wird cytosolic Phospholipase A(2) (cPLA(2)-α), ein Schlüsselenzym für Arachidonsäure-Release, colocalized mit LPS-induzierte LDs. Diese Beobachtungen legen nahe, dass LDs Eikosanoide Synthese in aktivierte Mikroglia eine wichtige Rolle spielen können; Sie bieten einen neuartigen Einblick in die Regulierung des LDs in entzündliche Zellen des Gehirns und zeigen Sie auf eine mögliche Rolle von p38 α/β LPS-induzierte LD Anhäufung. Kollektiv, bedeuten unsere Erkenntnisse, dass LD Bildung und Perilipin-2 Induktion Microglial Biomarker der Entzündung im zentralen Nervensystem sein könnte.

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