Tauriini ja sulfaattihomeostasis : november 2015

måndag 23 november 2015

Eräästä maabakteerista ja rikkiaineenvaihdunnasta (sulfiitti)

Mielenkiintoinen artikkeli, joka mainitsee sulfiitin, lisäksi tällaiset sanat: sulfiittia generoivat yhdisteet kuten tiosulfaatti ja tauriini! Mikä avainhavainto! Mutta nyt ollaan vielä bakteereissa. Suomennan kuitenkin.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23226379

2012;7(11):e50768. doi: 10.1371/journal.pone.0050768. Epub 2012 Nov 30. Sinorhizobium meliloti sigma factors RpoE1 and RpoE4 are activated in stationary phase in response to sulfite.

Bastiat B¹, Sauviac L et al.

Rhizobia- heimo on maabakteereita, jotka kykenevät fiksoimaan typpeä symbioosissa palkokasvien kanssa. (Kommentti Käytän herneen ja lupiinin sekä apilan kylvöä apuna juuri saadakseni mökilläni orgaanista typpeä fiksoiduksi epäorgaanisesta typestä eduksi marjapuskilleni)

Sekä maaperässä että aksveissa Rhizobia pitää kasvamattomuusjaksoja, jotka muistuttavat koeputkissa viljeltyjen bakteerien stationaarista vaihetta. ämän työn primäärinä kohteena on luonnehtia paremmin sitä geenisäätöä, mikä ilmenee Sinorhizobium meliloti- mikrobin biologisesti relevantissa kasvuvaiheessa.

Suomennos jatkuu...

Rhizobia are soil bacteria able to establish a nitrogen-fixing symbiosis with legume plants. Both in soil and in planta, rhizobia spend non-growing periods resembling the stationary phase of in vitro-cultured bacteria. The primary objective of this work was to better characterize gene regulation in this biologically relevant growth stage in Sinorhizobium meliloti.

By a tap-tag/mass spectrometry approach, we identified five sigma factors co-purifying with the RNA polymerase in stationary phase: the general stress response regulator RpoE2, the heat shock sigma factor RpoH2, and three extra-cytoplasmic function sigma factors (RpoE1, RpoE3 and RpoE4) belonging to the poorly characterized ECF26 subgroup.
We then showed that RpoE1 and RpoE4 i) are activated upon metabolism of sulfite-generating compounds (thiosulfate and taurine),
i) display overlapping regulatory activities,
iii) govern a dedicated sulfite response by controlling expression of the sulfite dehydrogenase SorT, iv) are activated in stationary phase, likely as a result of endogenous sulfite generation during bacterial growth.
We showed that SorT is required for optimal growth of S. meliloti in the presence of sulfite, suggesting that the response governed by RpoE1 and RpoE4 may be advantageous for bacteria in stationary phase either by providing a sulfite detoxification function or by contributing to energy production through sulfite respiration. This paper therefore reports the first characterization of ECF26 sigma factors, the first description of sigma factors involved in control of sulphur metabolism, and the first indication that endogenous sulfite may act as a signal for regulation of gene expression upon entry of bacteria in stationary phase.

Free PMC Article

Mistä ravinnosta sulfiittia löytyy?

http://www.tohtori.fi/?page=5033584&id=4212602
Wikipedia täsmentää nimityksiä

Sulfiitti

Sulfiittianionin resonanssimuodot

Sulfiitit ovat rikkiyhdisteitä, jotka sisältävät sulfiitti-ionin S O₃²⁻ eli ne ovat rikkihapokkeen suoloja. Sulfiittiyhdisteitä käytetään muun muassa säilöntäaineina, alkoholijuomissa ja kuivatuissa hedelmissä. Sulfiitit saattavat aiheuttaa yliherkkyysoireita, minkä vuoksi niiden käytöstä on mainittava tuoteselosteessa ("sisältää sulfiitteja").
Sulfiitteja

Natriumsulfiitti Na₂SO₃, CAS-numero 7757-83-7, E-koodi E 221
Natriumvetysulfiitti NaHSO₃, CAS-numero 7631-90-5, E-koodi E 222
Natriumdisulfiitti Na₂S₂O₅, CAS-numero 7681-57-4, E-koodi E 223
Kaliumdisulfiitti K₂S₂O₅, CAS-numero 16731-55-8, E-koodi E 224
Kaliumsulfiitti K₂SO₃, CAS-numero 10117-38-1, E-koodi E 225
Kalsiumsulfiitti CaSO₃, CAS-numero 10257-55-3, E-koodi E 226
Kalsiumvetysulfiitti Ca(HSO₃)₂, CAS-numero 13780-03-5, E-koodi E 227

Happea ja rikkiä sisältäviä ioneja

SO₅²⁻ persulfaatti-ioni
SO₄²⁻ sulfaatti-ioni
SO₃²⁻ sulfiitti-ioni
SO₂²⁻ hyposulfiitti-ioni
S₂O₈²⁻ peroksodisulfaatti-ioni

Miten myrkyllinen sulfiitti on aivolle . Sulfiittioksidaasin puute.

Miten myrkyllinen on sulfiitti?

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24793416

2014 Sep;1842(9):1413-22. doi: 10.1016/j.bbadis.2014.04.022. Epub 2014 May 2.

Sulfite disrupts brain mitochondrial energy homeostasis and induces mitochondrial permeability transition pore opening via thiol group modification.

Grings M¹, Moura AP¹ et al.

Abstract

Sulfite oxidase (SO) deficiency is biochemically characterized by the accumulation of sulfite, thiosulfate and S-sulfocysteine in tissues and biological fluids of the affected patients. The main clinical symptoms include severe neurological dysfunction and brain abnormalities, whose pathophysiology is still unknown. The present study investigated the in vitro effects of sulfite and thiosulfate on mitochondrial homeostasis in rat brain mitochondria. It was verified that sulfite per se, but not thiosulfate, decreased state 3, CCCP-stimulated state and respiratory control ratio in mitochondria respiring with glutamate plus malate. In line with this, we found that sulfite inhibited the activities of glutamate and malate (MDH) dehydrogenases.

In addition, sulfite decreased the activity of a commercial solution of MDH, that was prevented by antioxidants and dithiothreitol.

Sulfite also induced mitochondrial swelling and reduced mitochondrial membrane potential, Ca(2+) retention capacity, NAD(P)H pool and cytochrome c immunocontent when Ca(2+) was present in the medium.

These alterations were prevented by ruthenium red, cyclosporine A (CsA) and ADP, supporting the involvement of mitochondrial permeability transition (MPT) in these effects. We further observed that N-ethylmaleimide prevented the sulfite-elicited swelling and that sulfite decreased free thiol group content in brain mitochondria. These findings indicate that sulfite acts directly on MPT pore containing thiol groups.

Finally, we verified that sulfite reduced cell viability in cerebral cortex slices and that this effect was prevented by CsA. Therefore, it may be presumed that disturbance of mitochondrial energy homeostasis and MPT induced by sulfite could be involved in the neuronal damage characteristic of SO deficiency.

Kommentti 23.11. 2015

Sulfiittioksidaasi on mitokondriaalinen entsyymi, josa on hemi ja molybdeenidomaani. Sen geeni on SUOX Kr. 12q13.2.

oksidaasi redusoi sulfiitin sulfaatiksi ja nitriitin NO:ksi.

Sulfiittioksidaasi aivomitokondriassa: Corpora amylacea

1995 May;14(1):55-64.

Mitochondrial constituents of corpora amylacea and autofluorescent astrocytic inclusions in senescent human brain.

Schipper HM¹, Cissé S.

Corpora amylacea (CA) are cytoplasmic inclusions that accumulate in human brain in the course of normal aging, and to an even greater extent, in Alzheimer's disease and other neurodegenerative conditions. In senescent and Alzheimer-diseased human brains, astrocytes in limbic and periventricular regions exhibit red autofluorescent inclusions, homologous to Gomori-positive astrocyte granules previously described in the brains of aging rodents and other vertebrates. We have shown that Gomori inclusions in situ and in culture are derived from autophagocytosed mitochondria exhibiting iron-mediated peroxidase activity.In the human brain, the autofluorescent inclusions share many properties with CA. Both types of inclusion progressively accumulate in periventricular regions with advancing age, are largely astrocytic in origin, and contain various heat shock proteins and ubiquitin. Using histochemistry in conjunction with cofocal microscopy, we demonstrated that both CA and the red autofluorescent granules exhibit non-enzymatic peroxidase activity and an affinity for CAH and PAS. The only major divergent histochemical feature between the Gomori-positive astrocyte granules and CA is the presence of orange-red autofluorescence in the former and the absence of endogenous fluorescence in the latter
On the basis of numerous shared topographic and histochemical features, we hypothesized that CA are largely derived from autofluorescent (Gomori-positive) astrocyte granules which reside in periventricular regions of the senescent CNS. Immunofluorescent labeling and laser scanning confocal microscopy demonstrated consistent colocalization of the mitochondrial proteins, sulfite oxidase, and heat shock protein 60, to both CA and the autofluorescent astroglial inclusions. In addition, both CA and the autofluorescent astrocyte granules exhibit staining for DNA which colocalizes to mitochondrial antigens and therefore likely represents mitochondrial nucleic acid in dual-labeled preparations. These observations suggest that a) Gomori-positive astrocyte granules in human brain are homologous to those described in rodents, b) Gomori-positive granules may be structural precursors of CA in senescent human brain, and c) in the aging human brain, degenerate mitochondria within periventricular astrocytes give rise to autofluorescent cytoplasmic granules and corpora amylacea.

PMID:: 7615346; [PubMed - indexed for MEDLINE]; Siis: iän mukana aivometaboliassa tulee heikommin sulfaattia, jonka aktiivinen toiminta on tärkeä aivostruktuureille. Sullfiitioksidaasi (SO) jää amyloidikappaleisiin kuollleitten mitokondrioitten ja hajonneen mitokondriaalisen DNA:n kanssa kertyvään sakkaan.; Musitiin 23.11. 2015 Rikkiaineenvaihdunta , Aivo

Molybdeeni rikkiaineenvaihdunnan alueella

Koska kolme ihmisen entsyymiä (XOD, SO, aldehydioksidaasi) tarvitsee kofaktorin tai rakennedomaaniin molybdeenin (Mo), niin haitta molybdeenin puutteesta voi tulla niiden entsyymien aineenvaihdunnan alueelta tai toisaalta, jos niissä entyymeissä on jotain mutaatiota se voi vaikuttaa molybdeenistatukseen jotenkin- ja kyseessä on rheologisetkin vaikutukset jossain vaiheessa.

Muistiinpanoni tetrahydrobiopteriinin BH4 aineenvaihdunnan alueesta.(molybdopteriinientsyymit) . Myös nitriittioksidaasivaikutusta.

(Oma kommentti 6.2. 2013 :Olen näinä viikoina lukenut tetrahydrobiopteriinista (BH4) ja pohdin onko se ess. vitamiini joissain olosuhteissa

Molybdeenia tarvitaan tetrahydrobiopteriinin aineenvaihdunnassa

XOD entsyymi oxidoi sen metaboliitin pteridiinirakennetta. Tässä on mielestäni analogiaa samalla K-vitamiinin xenobioottirakenteen nopeaan erittymiseen, missä jopa vitamiini itse edistää renkaansa aineenvaihduntatuotteen erittymistä, niin tässäkin BH4 tapauksessa , koska biopteriinin pteridiini -rengas tuottaa sytotoksisiakin muotoja ja sen täyttyy nopeasti oksidoituen mennä eteenpäin esim. keltaisena isoxantopteriinina virtsaan.

Molybdeenin tarve tullee katsoa BH4-BH2 funktiostakin käsin. Puute vaikuttaa tähän funktioon. Pteridiiniaineenvaihdunnan molekyylejä on vaikea määrittää kvantitatiivisesti. Sen takia pteridiinien aineenvaihduntaa ja sen säätöä normaaleissa ja patologisissa tiloissa ei ole voitu laajemmin tutkia.

Esim isoxantoptheriinia on syöpäpotilaassa alemmat määrät.

Sen IUPAC- nimi on 2- amino- 1,4,7,8,- tetrahydropteridine- 4,7,-dione), endogeeni sytoplasminen, erittyy virtsaan).

Molybdeenidomaanin omaava sulfiitioksidaasin (SO). Silläkin on nitriittioksidaasiaktiivisuus (= NO tuotto).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25314640

2015 Aug 1;23(4):283-94. doi: 10.1089/ars.2013.5397. Epub 2014 Dec 11.

Sulfite Oxidase Catalyzes Single-Electron Transfer at Molybdenum Domain to Reduce Nitrite to Nitric Oxide. Wang J^1,², Krizowski S³ et al.

Tuoreet tutkimukset viittaavat siihen, että molybdeenientsyymit xantiinioksidaasi (XOD), aldehydioksidaasi ja mARC ilmentävät nitriittireduktaasiaktiivisuutta matalissa happipaineissa. Mutta kun ihmisellä on tehty inhibitiotutkimuksia xantiinioksidaasista (XOD), ei ole pystytty blokeeraamaan nitriitistä johtuvia muutoksia verenvirtauksessa, mistä seurasi jatkotutkimuksia, jotta löydettäisiin uusia nitriittireduktaasikandidaatteja. Ja koska toista molybdeenientsyymiä sulfiittioksidaasia (SO) ei oltu laajemmin tutkittu, ryhmä otti työkseen tämän selvittelyn.

Recent studies suggest that the molybdenum enzymes xanthine oxidase, aldehyde oxidase, and mARC exhibit nitrite reductase activity at low oxygen pressures. However, inhibition studies of xanthine oxidase in humans have failed to block nitrite-dependent changes in blood flow, leading to continued exploration for other candidate nitrite reductases. Another physiologically important molybdenum enzyme—sulfite oxidase (SO)—has not been extensively studied.

Tulokset. NO havaitsemistekniikalla ja fysiologisissa nitriittipitoisuuksissa sulfiittioksidaasin (SO) funktiossa nitriitin reduktaasina yhden elektronin luovuttajan läsnäollessa ilmeni substraatin oksidaation ja nitriitin reduktion välinen redoxkytkentä ja NO muodostuminen. Sulfiitin läsnäollessa ( mikä on fysiologinen substraatti) entsyymi SO vahvisti vain yhden nitriitin reduktion. Tutkimuksissa käytettiin sulfiittioksidaasin rekombinoitua hemi- ja molybdeenidomaania ja saatiin viitettä siitä, että nitriitin reduktio NO:ksi tapahtui molybdeeni-keskuksessa kytköksissä molybdeenin oksidoitumsieen Mo(IV) muodosta Mo(V) muotoon. Nitriitistä NO:ksi tapahtuvan reaktion tahti aleni, kun läsnä oli funktionaalinen hemidomaani välittämässä steeristä ja redox-vaikutusta. Poistogeenisyydellä (poistettu kaikki molybdopteriinientsyymit ja poistettu sulfiittioksidaasi) on havaittu geneettistä vajetta kärsivän potilaan fibroblasteissa sulfiittioksidaasin vaikuttavan merkitsevästi hypoksisen nitriitin signalointiin, kuten kanonisen NO-sGC-cGMP tien aktivaatiossa tapahtuu. ( Geneettiset vajeet: Molybdeenikofaktorin vaje ja SO vaje)

Innovaatio: Nitriitti sitoutuu nisäkkäitten sulfiittioksidaasientsyymin (SO) molybdeenidomeeniin ja redusoituu siinä, mikä tapahtuma saattaa olla allosteerisesti SO:n hemidomaanin ja molybdeenidomaanin interaktion säätelemä ja antaa oman osuutensa nisäkkäissä ilmenevään nitraatti-nitriitti-NO signalointi tiehen - mitä on myös ihmisen fibroblasteissa.

Yhteenveto: Sulfiittioksidaasi on oletettu nitriittireduktaasi nisäkäskehossa ja se katalysoi nitriitin reduktion Molybdeeni(IV) keskuksessa.

Using gas-phase nitric oxide (NO) detection and physiological concentrations of nitrite, SO functions as nitrite reductase in the presence of a one-electron donor, exhibiting redox coupling of substrate oxidation and nitrite reduction to form NO. With sulfite, the physiological substrate, SO only facilitates one turnover of nitrite reduction. Studies with recombinant heme and molybdenum domains of SO indicate that nitrite reduction occurs at the molybdenum center via coupled oxidation of Mo(IV) to Mo(V). Reaction rates of nitrite to NO decreased in the presence of a functional heme domain, mediated by steric and redox effects of this domain. Using knockdown of all molybdopterin enzymes and SO in fibroblasts, isolated from patients with genetic deficiencies of molybdenum cofactor and SO, respectively, SO was found to significantly contribute to hypoxic nitrite signaling as demonstrated by activation of the canonical NO-sGC-cGMP pathway.
Nitrite binds to and is reduced at the molybdenum site of mammalian SO, which may be allosterically regulated by heme and molybdenum domain interactions, and contributes to the mammalian nitrate-nitrite-NO signaling pathway in human fibroblasts.
SO is a putative mammalian nitrite reductase, catalyzing nitrite reduction at the Mo(IV) center.

Muistiin 23.11. 2015

Sulfiittioksidaasigeeni SUOX Kromosomi 12q13.2
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/6821
Sulfiittioksidaasi on homodimeerinen proteiini, joka sijaitsee mitokondrian intermembraanisessa tilassa. Jokaisessa alayksikössä on hemidomeeni ja molybdeeniä sitova domeeni. Entsyymi katalysoi sulfiitin oksidaatiota sulfaatiksi, mikä on loppureaktio rikkiä sisltävien aminohappojen cysteiinin ja metioniinin oksidatiivisessa hajoittamisessa. Sulfiittioksidaasivaje johtaa epänormaaliin neurologiaan , mistä seuraa usein varhainen menehtyminen. Geenin alternatiivinen luenta johtaa multippeleihin transkriptivarianteihin, jotka koodaavat identtisiä proteiineja.

Summary

Sulfite oxidase is a homodimeric protein localized to the intermembrane space of mitochondria. Each subunit contains a heme domain and a molybdopterin-binding domain. The enzyme catalyzes the oxidation of sulfite to sulfate, the final reaction in the oxidative degradation of the sulfur amino acids cysteine and methionine. Sulfite oxidase deficiency results in neurological abnormalities which are often fatal at an early age. Alternative splicing results in multiple transcript variants encoding identical proteins. [provided by RefSeq, Jul 2008]

Mistiin 23.11. 2015

Tauriini ja sulfaattihomeostasis

lördag 28 november 2015

Hypoteesi: Hcy normalisointi on syöpäpreventiota

Search results

Items: 15