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Hebestreit, Johann Philipp - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Untersuchungen zum Synergismus von Saponinen und Toxinen bei in vitro kultivierten Säugetierzellen
Humboldt-Universität zu Berlin Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I, 2005Co-Authors: Hebestreit, Johann PhilippAbstract:Im Verlauf der Untersuchungen von Agrostemma Githago L. var. Githago, eines bekannten giftigen Vertreters der Caryophyllaceae, verwendeten wir neben Agrostemmasaponin das Saponinum album aus Gypsophila paniculata L., ebenfalls mit Gypsogenin (3b-Hydroxy-Olean-12-en-23-al-28-Säure) als Aglykon. Eine Kombination dieser Saponinderivate (3 µg/ml) mit einer Formylfunktion an Position C4 des Aglykons in Kombination mit RIPs und anderen natürlichen Toxinen zeigte eine kooperative Toxizität an ECV 304-Zellen. Ribosomen-inaktivierende Proteine (RIPs; EC Nr. 3.2.2.22) sind eine heterogene Familie von strukturell und evolutionsbedingt ähnlichen Proteinen mit einer katalytischen Domäne, die einen spezifischen Adeninrest enzymatisch von einer definierten Position der rRNA prokaryotischer und eukaryotischer Ribosomen zu entfernen vermag. Die kombinierte Verabreichung von subtoxischen Konzentrationen eines RIP-Typ 1 und des Saponins zeigte in dieser Studie einen spezifischen und zum ersten Mal größeren zytotoxischen Effekt auf Tumorzellen im Vergleich mit natürlichem Diphtheriatoxin. Es wird ein analoger, synergistischer Wirkungsmechanismus zwischen der durch Gypsophilasaponin induzierten Toxizität von Agrostin aus Agrostemma Githago L. und von Saporin aus Saponaria officinalis L. bzw. dem rekombinant hergestellten his-Saporin diskutiert. Offensichtlich nutzen diese aus den Samen der Caryophyllaceae isolierten Proteine einen ähnlichen Weg, um die Zellmembran zu passieren, was auf den Abwehrmechanismus dieser Pflanzen gegen pathogene Organismen schließen lässt.In the course of our investigation of Agrostemma Githago L. var. Githago, a well-known toxic member of the Caryophyllaceae family, we tested Saponinum album from Gypsophila paniculata L., both saponins with gypsogenin (3b-hydroxy-olean-12-en-23-al-28-oic acid) as aglycone. A combination of these particular saponin derivatives with a formyl function in triterpene position 4 (3 µg/ml) together with RIPs and other natural toxins revealed a co-operative toxicity against ECV 304-cells. Ribosome-inactivating proteins (RIPs; EC No. 3.2.2.22) are a heterogeneous family of structurally and evolutionary related plant proteins. They share a common functional domain capable of catalytically removing a specific adenine residue from a highly conserved, surface-exposed stem-loop structure in the large rRNA of prokaryotic and eukaryotic ribosomes. The combined administration of individually non-toxic concentrations of a RIP type 1 and a saponin presented in this study leads to a potent and for the first time greater specifically cytotoxic effect on tumor cells in comparison with natural diphtheria toxin. An analogy could be drawn between the observed induction of RIP-toxicity of Agrostin and of Saporin/ genetically engineered his-Saporin from Saponaria officinalis L. in combination with Gypsophilasaponin. Obviously these proteins, both obtained from the seeds of Caryophyllaceae species, use a similar mechanism to penetrate through the cell membrane in vitro suggesting a similar defence mechanism of these plants against pathogenic organisms
Ingolf Schuphan - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Metabolism of the nonylphenol isomer [ring-U-14C]-4-(3',5'-dimethyl-3'-heptyl)-phenol by cell suspension cultures of Agrostemma Githago and soybean.
Journal of Environmental Science and Health Part B, 2004Co-Authors: Burkhard Schmidt, Hildegard Patti, Gregor Hommes, Ingolf SchuphanAbstract:Abstract The biotransformation of the nonylphenol isomer [ring-U-14C]-4-(3′,5′-dimethyl-3′-heptyl)-phenol (4-353-NP, consisting of two diastereomers) was studied in soybean and Agrostemma Githago cell suspension cultures. With the A. Githago cells, a batch two-liquid-phase system (medium/n-hexadecane 200:1, v/v) was used, in order to produce higher concentrations and amounts of 4-353-NP metabolites for their identification; 4-353-NP was applied via the n-hexadecane phase. Initial concentrations of [14C]-4-353-NP were 1 mg L−1 (soybean), and 5 and 10 mg L−1 (A. Githago). After 2 (soybean) and 7 days (A. Githago) of incubation, the applied 4-353-NP was transformed almost completely by both plant species to four types of products: glycosides of parent 4-353-NP, glycosides of primary 4-353-NP metabolites, nonextractable residues and unknown, possibly polymeric materials detected in the media. The latter two products emerged especially in soybean cultures. Portions of primary metabolites amounted to 19–22% (so...
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Biotransformation of [ring-U-14C]4-n-nonylphenol by Agrostemma Githago cell culture in a two-liquid-phase system.
Biotechnology Letters, 2003Co-Authors: Burkhard Schmidt, Hildegard Patti, Claudia Niewersch, Ingolf SchuphanAbstract:The biotransformation of [14C]4-n-nonylphenol (5 mg l−1; 10 mg l−1) by Agrostemma Githago cell suspensions was studied using a batch two-liquid-phase system (medium/n-hexadecane 200:1, v/v). The highly lipophilic 4-n-nonylphenol was applied vian-hexadecane phase. After 7 d of incubation, more than 85% of applied 4-n-nonylphenol was absorbed by the cells, and 40% was transformed to 10 side-chain monohydroxylated metabolites (two with additional double bond at side-chain). The primary metabolites were analyzed by GC-EIMS. In the cells, the monohydroxylated products and residual 4-n-nonylphenol were present as glycosides. The method proved to be suitable for the production of primary metabolites of 4-n-nonylphenol on a larger scale for identification purposes and for metabolic profiling of the compound.
D. Bernhardt - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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A comparison of the synthesis of DNA, RNA and proteins in the embryos of after-ripened and thermo- or FR-dormant Agrostemma Githago L. seeds
Seed Science Research, 1995Co-Authors: U. Gerth, D. BernhardtAbstract:Imbibed embryos of after-ripened and secondarily thermo- and FR-dormant Agrostemma Githago seeds were investigated as to their ability to synthesize DNA, RNA and proteins with the aim of finding characteristic differences connected with the induction and maintenance of developmental arrest. A gradual decrease in DNA synthesis was observed during the induction of thermodormancy. However, DNA synthesis was stimulated up to that of embryos of 30–h-imbibed after-ripened seeds within 24 h approximately after transferring the thermodormant seeds into temperatures which normally allow germination. DNA synthesis of embryos of FR-dormant seeds remained constant at a relatively low level during 7 d FR and another 7 d dark incubation. RNA synthesis decreased to different extents during induction of thermo- and FR-dormancy when it was arrested at a relatively low level in seeds transferred to temperatures which normally allow germination. Processes leading to an increase in RNA synthesis such as in embryos of after-ripened seeds appeared to be quantitatively and/or qualitatively repressed. Interestingly, protein synthesis was extremely depressed during induction of thermodormancy whereas it was slightly stimulated during induction of FR-dormancy. Nevertheless two-dimensional protein PAGE revealed several polypeptides which were new, increased, decreased or not synthesized predominantly in axes of thermo- and FR-dormant seeds in comparison to germinating after-ripened seeds. It is suggested that a connection exists between these polypeptides and the repression of germination. After transferring seconarily dormant seeds to temperatures which normally allow germination, a temporary stimulation of protein synthesis could be observed in both cases.
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Changes in the synthesis of some proteins during breaking of secondarily induced thermodormancy by respiration inhibitors (cyanide, azide) and BAP in embryos of Agrostemma Githago L. seeds
Seed Science Research, 1994Co-Authors: D. Bernhardt, U. GerthAbstract:Secondary dormancy (thermodormancy) in Agrostemma Githago L. seeds, caused by imbibing the seeds for 4 d at 35°C in the dark, is broken under the influence of cyanide (10 mM), azide (1 mM or BAP (0.44 mM). Both respiration inhibitors (cyanide and azide) and BAP increase the synthesis of five specific soluble proteins in the embryo axes and cotyledons. The activity of β-cyanoalanine synthase (β-CAS, EC 4.4.1.9.), which is able to detoxify cyanide, decreased in response to cyanide and azide. The relevance of these findings to the breaking of thermodormancy is discussed.
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Synthesis of DNA and the Development of Amylase and Phosphatase Activities in Cotyledons of Germinating Seeds of Vaccaria pyramidata
Journal of Experimental Botany, 1993Co-Authors: D. Bernhardt, A. Trutwig, A. BarkholdAbstract:As in cotyledons of Agrostemma Githago, synthesis of DNA takes place after germination in cotyledons of Vaccaria pyramidata and is followed by the formation of hydrolases, in particular, a-amylase and acid phosphatase. If DNA synthesis is inhibited by hydroxyurea, no, or only slight, enzyme activity develops. The possible role of this DNA synthesis is discussed.
Lang Thomas - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Stickstoffquellen auf Getreide-, Kartoffel- und Kleefeldern: Erfassung durch ?15N-Werte in Referenzpflanzen
2013Co-Authors: Werth Martin, Lang ThomasAbstract:Die natürliche 15N-Abundanz wird häufig in bodenwissenschaftlichen Studien eingesetzt, um z. B. die Stickstoffaufnahme aus Mist und organischer Bodensubstanz (OBS) zu differenzieren. Die geringen Differenzen in den ?15N-Signaturen zwischen Mist und OBS von ca. 10 ‰ bereiten jedoch Probleme, wenn Felder mit verschiedenen Kulturpflanzen verglichen werden sollen, da zwischen den verschiedenen Arten zusätzlich eine ?15N-Variabilität von ca. 5 ‰ besteht. Um nicht künstlich 15N-angereicherten Mist verwenden zu müssen, der nur sehr aufwändig herzustellen ist, wurde ein Ansatz entwickelt, bei dem in den Feldkulturen Plots mit identischen Referenzpflanzen ausgesät wurden. Ziel der Arbeit war es, die 15N-Aufnahme in Dinkel-, Hafer-, Kartoffel- und Kleefeldern zu erfassen und dabei die interspezifische ?15N-Variabilität durch Verwendung von Referenzarten auszuschalten. Das Dinkelfeld wurde nicht gedüngt, die übrigen Felder wurden mit Schafmist gedüngt. Die Referenzpflanzen bestanden aus typischen Arten der Ackerbegleitflora (Lolium perenne - deutsches Weidelgras, Agrostemma Githago - Kornrade, Camelina sativa - Saat-Leindotter). Auf den mit Gülle gedüngten Feldern zeigten Hafer und Kartoffel eine 15N-Anreicherung von 2 bzw. 4 ‰ gegenüber dem nicht gedüngten Dinkel. Um zu klären, ob diese Anreicherung nur auf der natürlichen ?15N-Variabilität beruht, oder ob sie ein Effekt der Mistdüngung ist, wurden die Referenzpflanzen herangezogen. Im Haferfeld waren 15N-Anreicherungen von 0,5 ‰ und 1 ‰ für Camelina sativa bzw. Agrostemma Githago zu verzeichnen. Mit 2 – 4 ‰ wurden die 15N-Anreicherungen der Referenzpflanzen in den Kartoffel- und Kleefeldern noch deutlicher. Es lässt sich also schlussfolgern, dass auch die Anreicherung der Kulturpflanzen auf eine Aufnahme von Schafmist zurückzuführen ist und somit die Stickstoffquellen Mist oder OBS identifiziert werden können
Schrot Joachim - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Isolierung und Sequenzierung des Ribosomen-inaktivierenden Proteins Agrostin aus Agrostemma Githago L.
2018Co-Authors: Schrot JoachimAbstract:Seit der Entdeckung der RIPs und der Aufklärung der enzymatischen Aktivität dieser Proteine sind einige Reviews veröffentlicht worden. Jedoch kam es im Laufe der Zeit zu Unstimmigkeiten bezüglich der Nomenklatur und Definition mancher RIPs. Für diese Arbeit wurde eine Übersichtstabelle erstellt, die diese Unstimmigkeiten beseitigen sollte und es konnte gezeigt werden, dass aktuell 193 Typ 1 RIPs und 88 Typ 2 RIPs existieren. Daneben existieren Proteine, die den klassischen RIPs sehr ähnlich sind, aber aufgrund struktureller oder funktioneller Unterschiede nicht als solche klassifiziert werden können und dementsprechend wurde ein Vorschlag unterbreitet wie diese Proteine klassifiziert und benannt werden könnten. Durch eine Affinitätschromatographie, bei der aufgereinigte Antikörper verwendet wurden, konnte ein Protein aus Agrostemma Githago isoliert werden, welches in einer Echtzeit-Untersuchung eine gewisse Toxizität zeigte, die in Kombination mit dem Saponin SO1861 verstärkt wurde. Die Aminosäuresequenzen von fünf Peptidfragmenten wurden durch MALDI-TOF-MS erhalten. Dadurch war zum einen die Produktion von anti-Peptid Antikörpern möglich, mit deren Hilfe eine größere Menge Protein isoliert werden konnte. Zum anderen konnte eine Datenbank kreiert werden, um die Rohdaten der RNA-Seq auszuwerten. Darüber hinaus konnte die Masse des isolierten Proteins von 26963 Da ermittelt werden und aufgrund des Spektrums wurde die Vermutung aufgestellt, dass es sich bei dem isolierten Protein um drei Isoformen handeln könnte. Nach der bioinformatischen Auswertung der RNA-Seq-Rohdaten wurde eine erste Konsen-sussequenz erhalten, die eine Länge von 247 Aminosäuren und eine theoretische Masse von 27140 Da aufzeigte. Anhand dieser Sequenz konnten fünf weitere Peptidfragmente der MALDI-TOF-MS Untersuchung sequenziert werden. Durch einen Vergleich der MALDI-TOF-MS-Sequenzen mit der Konsensussequenz wurde aufgrund von Sequenzunterschieden einzelner Aminosäuren der Verdacht bestätigt, dass es sich bei dem isolierten Protein um drei Isoformen handeln musste. Außerdem wurde die erste Konsensussequenz revidiert und es wurde eine zweite Konsensussequenz erhalten mit einer Länge von 290 Aminosäuren und einer theoretischen Masse von 31900 Da. Durch in silico Untersuchungen konnte ein N-terminales Signalpeptid ausfindig gemacht werden, jedoch konnte die Massedifferenz der zweiten Konsensussequenz und des isolierten Proteins nicht im Detail erklärt werden und stattdessen wurde lediglich der Verdacht aufgestellt, dass bei der Isolierung des Proteins ein Peptid proteolytisch abgespalten wurde. Durch Vergleich der zweiten Konsensussequenz mit den Aminosäuresequenzen von anderen RIPs konnte gezeigt werden, dass die Konsensussequenz die konservierten Aminosäuren enthält, die für die enzymatische N-Glykosidase Aktivität verantwortlich sind. Damit wurde endgültig geklärt, dass es sich bei dem isolierten Protein um das Typ 1 RIP Agrostin handeln musste. Durch eine RACE-PCR konnte gezeigt werden, dass die mRNA für das Agrostin nicht nur in silico durch Auswertung der RNA-Seq-Rohdaten aufgezeigt werden konnte, sondern auch in vitro. Abschließend wurde für zukünftige Untersuchungen nicht nur die zweite, sondern auch die erste Konsensussequenz so weit präpariert, um eine Fremdexpression durchführen zu können. Dadurch soll unter anderem untersucht werden, ob es sich bei der ersten Konsensusse-quenz um eine Isoform des Agrostins handeln könnte.Ribosomen-inaktivierende Proteine sind Enzyme, die über eine N-Glykosidase-Aktivität einen bestimmten Adeninrest ribosomaler RNA abspalten können, wodurch die zelluläre Proteinsynthese zum Erliegen kommt und es dadurch zum Zelltod kommt. Aus pharmazeutischer Sicht sind diese Proteine daher besonders in Kombination mit speziellen Antikörpern als zielgerichtete Toxine an Tumorzellen von Interesse. Auch in Kombination mit Saponinen sind diese Proteine interessant, da es in deren Anwesenheit zu einer synergistischen Zytotoxizität der Ribosomen-inaktivierenden Proteine kommt, wodurch die Toxizität um ein Vielfaches erhöht werden kann. Daher haben wir das Ribosomen-inaktivierende Protein Agrostin aus der Kornrade (Agrostemma Githago L.), die u.a. auch einige Saponine enthält, isoliert und sequenziert
