Four important attributes for successful fertilization by a spermatozoon are (ⅰ) correct morphology, (ⅱ) correct presentation of egg recognition and fusion molecules, (ⅲ) progressive motility and (ⅳ), correct transfer of signalling molecules from sperm to egg for activation of development. In this presentation, these topics will be described and illustrated with emphasis on the endogenous control mechanisms that enable spermatozoa to respond to external signals. (omitted)
Peroxiredoxins are highly conserved and abundant peroxidases. Although the thioredoxin peroxidase activity of peroxiredoxin (Prx) is important to maintain low levels of endogenous hydrogen peroxide, Prx have also been shown to promote hydrogen peroxide-mediated signalling. Mitogen activated protein kinase (MAPK) signalling pathways mediate cellular responses to a variety of stimuli, including reactive oxygen species (ROS). Here we review the evidence that Prx can act as both sensors and barriers to the activation of MAPK and discuss the underlying mechanisms involved, focusing in particular on the relationship with thioredoxin.
The interaction of growth hormone with it's receptor results in dimerization of receptor, a feature known in action of certain cytokines. The interaction results in generation of number of signalling molecules. The involvement of Janus kinases, mitogen activated kinases, signal transduction and activator of transcription proteins, insulin like substrate, phosphatidylinositol 3-kinase, phospholipase C, protein kinase C is almost established in growth hormone action. There are still many missing links in explaining diversified activities of growth hormone. Amino acid sequence data for growth hormones and growth hormone receptors from a number of species have proved useful in understanding species specific effects of growth hormone. Complete understanding of growth hormone action can have implications in designing drugs for obtaining desired effects of growth hormone.
Results on localization of growth hormone receptor (GHR), interaction of growth hormone (GH) with receptor in buffalo adipose tissue and identification of activated signaling molecules in the action of GH are presented. Bovine GH (bGH) was labeled with fluorescein or biotin. Fluorescein-labelled bGH was used for localization of GHRs in buffalo adipocytes. The receptors were present on the cell surface. The affinity of binding of GH to its receptor was determined by designing an experiment in which buffalo adipose tissue explants, biotinylated GH and streptavidin-peroxidase conjugate were employed. The affinity constant was calculated to be $2{\times}10^8M^{-1}$. The receptor density on adipose tissue was found to be 1 femto mole per mg of tissue. Signalling molecules generated in the action of GH were tentatively identified by employing Western blot and enhanced chemiluminescence techniques using anti-phosphotyrosine antibody. Based on molecular weights of proteins reactive to anti-phosphotyrosine antibody, three signaling molecules viz. insulin receptor substrate, Janus activated kinase (Jak) and mitogen activated protein were tentatively identified. These signaling molecules appeared in a time (incubation time of explants with growth hormone) dependent way. The activation of Jak2 was confirmed by employing anti-Jak2 antibody in a Western blot. The activation of Jak2 occurred during 5 min incubation of buffalo adipose tissue explants with GH and incubation for an additional period, viz. 30 min. or 60 min., resulted in a drastic reduction in activation. The results suggest that Jak2 activation is an early event in the action of GH in buffalo adipose tissue.
Redox signalling comprises the biology of molecular signal transduction mediated by reactive oxygen (or nitrogen) species. By specific and reversible oxidation of redoxsensitive cysteines, many biological processes sense and respond to signals from the intracellular redox environment. Redox signals are therefore important regulators of cellular homeostasis. Recently, it has become apparent that the cellular redox state oscillates in vivo and in vitro, with a period of about one day (circadian). Circadian timekeeping allows cells and organisms to adapt their biology to resonate with the 24-hour cycle of day/night. The importance of this innate biological timekeeping is illustrated by the association of clock disruption with the early onset of several diseases (e.g. type II diabetes, stroke and several forms of cancer). Circadian regulation of cellular redox balance suggests potentially two distinct roles for redox signalling in relation to the cellular clock: one where it is regulated by the clock, and one where it regulates the clock. Here, we introduce the concepts of redox signalling and cellular timekeeping, and then critically appraise the evidence for the reciprocal regulation between cellular redox state and the circadian clock. We conclude there is a substantial body of evidence supporting circadian regulation of cellular redox state, but that it would be premature to conclude that the converse is also true. We therefore propose some approaches that might yield more insight into redox control of cellular timekeeping.
Cells are designed to be sensitive to a myriad of external cues so they can fulfil their individual destiny as part of the greater whole. A number of well-characterised signalling pathways dictate the cell's response to the external environment and incoming messages. In healthy, well-ordered homeostatic systems these signals are tightly controlled and kept in balance. However, given their powerful control over cell fate, these pathways, and the transcriptional machinery they orchestrate, are frequently hijacked during the development of neoplastic disease. A prime example is the Wnt signalling pathway that can be modulated by a variety of ligands and inhibitors, ultimately exerting its effects through the β-catenin transcription factor and its downstream target genes. Here we focus on the interplay between the three-member family of RUNX transcription factors with the Wnt pathway and how together they can influence cell behaviour and contribute to cancer development. In a recurring theme with other signalling systems, the RUNX genes and the Wnt pathway appear to operate within a series of feedback loops. RUNX genes are capable of directly and indirectly regulating different elements of the Wnt pathway to either strengthen or inhibit the signal. Equally, β-catenin and its transcriptional co-factors can control RUNX gene expression and together they can collaborate to regulate a large number of third party co-target genes.
Parathyroid hormone is the most important endocrine regulator of calcium concentration. Its N-terminal fragment (1-34) has sufficient activity for biological function. Recently, site-directed mutagenesis studies demonstrated that substitutions at several positions within shorter analogues (1-14) can enhance the bioactivity to greater than that of PTH (1-34). However, designing the optimal sequence combination is not simple due to complex combinatorial problems. In this study, support vector machines were introduced to predict the biological activity of modified PTH (1-14) analogues using mono-substituted experimental data and to analyze the key physicochemical properties at each position that correlated with bioactivity. This systematic approach can reduce the time and effort needed to obtain desirable molecules by bench experiments and provide useful information in the design of simpler activating molecules.
Kim, Chan-Hee;Park, Ji-Won;Ha, Nam-Chul;Kang, Hee-Jung;Lee, Bok-Luel
BMB Reports
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제41권2호
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pp.93-101
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2008
The major cell wall components of bacteria are lipopolysaccharide, peptidoglycan, and teichoic acid. These molecules are known to trigger strong innate immune responses in the host. The molecular mechanisms by which the host recognizes the peptidoglycan of Gram-positive bacteria and amplifies this peptidoglycan recognition signals to mount an immune response remain largely unclear. Recent, elegant genetic and biochemical studies are revealing details of the molecular recognition mechanism and the signalling pathways triggered by bacterial peptidoglycan. Here we review recent progress in elucidating the molecular details of peptidoglycan recognition and its signalling pathways in insects. We also attempt to evaluate the importance of this issue for understanding innate immunity.
Katie Lawther;Fernanda Godoy Santos;Linda B Oyama;Sharon A Huws
Animal Bioscience
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제37권2_spc호
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pp.337-345
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2024
Ruminants possess a specialized four-compartment forestomach, consisting of the reticulum, rumen, omasum, and abomasum. The rumen, the primary fermentative chamber, harbours a dynamic ecosystem comprising bacteria, protozoa, fungi, archaea, and bacteriophages. These microorganisms engage in diverse ecological interactions within the rumen microbiome, primarily benefiting the host animal by deriving energy from plant material breakdown. These interactions encompass symbiosis, such as mutualism and commensalism, as well as parasitism, predation, and competition. These ecological interactions are dependent on many factors, including the production of diverse molecules, such as those involved in quorum sensing (QS). QS is a density-dependent signalling mechanism involving the release of autoinducer (AIs) compounds, when cell density increases AIs bind to receptors causing the altered expression of certain genes. These AIs are classified as mainly being N-acyl-homoserine lactones (AHL; commonly used by Gram-negative bacteria) or autoinducer-2 based systems (AI-2; used by Gram-positive and Gram-negative bacteria); although other less common AI systems exist. Most of our understanding of QS at a gene-level comes from pure culture in vitro studies using bacterial pathogens, with much being unknown on a commensal bacterial and ecosystem level, especially in the context of the rumen microbiome. A small number of studies have explored QS in the rumen using 'omic' technologies, revealing a prevalence of AI-2 QS systems among rumen bacteria. Nevertheless, the implications of these signalling systems on gene regulation, rumen ecology, and ruminant characteristics are largely uncharted territory. Metatranscriptome data tracking the colonization of perennial ryegrass by rumen microbes suggest that these chemicals may influence transitions in bacterial diversity during colonization. The likelihood of undiscovered chemicals within the rumen microbial arsenal is high, with the identified chemicals representing only the tip of the iceberg. A comprehensive grasp of rumen microbial chemical signalling is crucial for addressing the challenges of food security and climate targets.
Amy Suzana Abu Bakar;Norhafiza Razali;Renu Agarwal;Igor Iezhitsa;Maxim A. Perfilev;Pavel M. Vassiliev
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제28권4호
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pp.345-359
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2024
Deposition of extracellular matrix (ECM) in the trabecular meshwork (TM) increases aqueous humour outflow resistance leading to elevation of intraocular pressure (IOP) in primary open-angle glaucoma, which remains the only modifiable risk factor. Resveratrol has been shown to counteract the steroid-induced increase in IOP and increase the TM expression of ECM proteolytic enzymes; however, its effects on the deposition of ECM components by TM and its associated pathways, such as TGF-β-SMAD signalling remain uncertain. This study, therefore, explored the effects of trans-resveratrol on the expression of ECM components, SMAD signalling molecules, plasminogen activator inhibitor-1 and tissue plasminogen activator in dexamethasone-treated human TM cells (HTMCs). We also studied the nature of molecular interaction of trans-resveratrol with SMAD4 domains using ensemble docking. Treatment of HTMCs with 12.5 µM trans-resveratrol downregulated the dexamethasone-induced increase in collagen, fibronectin and α-smooth muscle actin at gene and protein levels through downregulation of TGF-β1, SMAD4, and upregulation of SMAD7. Downregulation of TGF-β1 signalling by trans-resveratrol could be attributed to its effect on the transcriptional activity due to high affinity for the MH2 domain of SMAD4. These effects may contribute to resveratrol's IOP-lowering properties by reducing ECM deposition and enhancing aqueous humour outflow in the TM.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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