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The Hidden Role of Non-Canonical Amyloid β Isoforms in Alzheimer’s Disease
No full textRecent advances have placed the pro-inflammatory activity of amyloid β (Aβ) on microglia cells as the focus of research on Alzheimer’s Disease (AD). Researchers are confronted with an astonishing spectrum of over 100 different Aβ variants with variable length and chemical modifications. With the exception of Aβ1-42 and Aβ1-40, the biological significance of most peptides for AD is as yet insufficiently understood. We therefore aim to provide a comprehensive overview of the contributions of these neglected Aβ variants to microglia activation. First, the impact of Aβ receptors, signaling cascades, scavenger mechanisms, and genetic variations on the physiological responses towards various Aβ species is described. Furthermore, we discuss the importance of different types of amyloid precursor protein processing for the generation of these Aβ variants in microglia, astrocytes, oligodendrocytes, and neurons, and highlight how alterations in secondary structures and oligomerization affect Aβ neurotoxicity. In sum, the data indicate that gene polymorphisms in Aβ-driven signaling pathways in combination with the production and activity of different Aβ variants might be crucial factors for the initiation and progression of different forms of AD. A deeper assessment of their interplay with glial cells may pave the way towards novel therapeutic strategies for individualized medicine
Identifizierung und Charakterisierung von Bitterrezeptoren
No full textMenschen nehmen Tausende von Stoffen als bitter wahr. Die chemische Struktur der verschiedenen Bitterstoffe ist sehr vielfältig: Sie reicht von kleinen Molekülen wie Kaliumchlorid oder Harnstoff, bis zu sehr komplexen organischen Verbindungen. Die Größe der einzigen bekannten menschlichen Familie von Bitterrezeptoren (TAS2Rs) wurde auf nur ca. 80-120 Mitglieder geschätzt. In Anbetracht der hohen Zahl und Komplexität der Bitterstoffe erscheint die Zahl von Rezeptoren als sehr gering. Dies führt natürlich zu einer Reihe von Fragen: Wie viele Mitglieder hat die menschliche TAS2R-Genfamilie? Wie viele verschiedene Substanzen können denselben Rezeptor aktivieren? Scheint die Zahl der TAS2R-Rezeptoren ausreichend, alle Bitterstoffe wahrnehmen zu können oder muss es noch andere Bitterrezeptorfamilien geben? Diese Fragen zu beantworten, ist das Ziel der vorliegenden Arbeit. Hier durchgeführte Analysen des menschlichen Genomprojektes zeigen, dass Menschen ca. 25 TAS2R-Rezeptoren besitzt, die eine sehr divergente Aminosäurestruktur aufweisen. Diese Rezeptoren wurden in eine neu entwickelte Expressionskassette kloniert, die den Transport des Rezeptors an die Zelloberfläche ermöglicht. Um Liganden für die menschliche TAS2R-Rezeptoren zu identifizieren, wurden die Rezeptoren in HEK293 Zellen exprimiert und mit verschiedenen Bitterstoffen stimuliert. Der Nachweis der Rezeptoraktivierung erfolgte durch Calcium-Imaging. Es konnte gezeigt werden, dass hTAS2R16 der menschliche Rezeptor zur Wahrnehmung von Salicin und verwandten bitteren Pyranosiden ist. So wird hTAS2R16 in HEK293 Zellen durch Salicin und chemisch verwandte Substanzen aktiviert. Ein Vergleich der in diesem Messsystem erhaltenen Daten mit psychophysikalisch ermittelten Geschmackswahrnehmungen beim Menschen, ergab eine hohe Übereinstimmung. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die Desensitiverung einzelner Rezeptoren die Ursache für die Adaption des Bittergeschmacks ist. Der Nachweis der Expression des Rezeptors in menschlichen Geschmackspapillen, sowie die festgestellte Assoziation des G/A Polymorpphismus an Position 665 des hTAS2R16 Gens mit einer reduzierten Salicinwahrnehmung, sind weitere unabhängige Beweise für diese These. Ein anderer menschlicher Rezeptor, hTAS2R10, wird durch die Bitterstoffe Strychnin, Brucin und Denatonium aktiviert. Dies sowie die Tatsache, dass die zur Aktivierung benutzten Konzentrationen eine sinnvolle Korrelation zu dem menschlichen Geschmacksschwellwert von Strychnin zeigen, sind starke Hinweise, dass hTAS2R10 der menschliche Rezeptor zur Wahrnehmung von Strychnin und verwandten Substanzen ist. Die vorliegenden Daten zeigen eindeutig, dass die TAS2R-Rezeptoren auch beim Menschen Bitterrezeptoren darstellen. Sowohl hTAS2R16, als auch hTAS2R10 werden durch ein Spektrum strukturell sehr unterschiedlicher Bitterstoffe aktiviert. Falls die anderen Mitglieder der TAS2R-Familie ebenfalls dieses Verhalten zeigen, wäre es möglich, dass die nur ca. 25 Mitglieder umfassende TAS2R-Rezeptorfamilie des Menschen tatsächlich zur Wahrnehmung aller Bitterstoffe ausreicht.Bitter taste generally is aversive and protects vertebrates from ingestion of toxic substances, but bitter tastants also contribute to the enjoyment and palatability of food influencing human nutritional habits. Although bitter taste has been extensively studied, receptor mechanisms are still poorly understood. Anatomic, functional and genetic evidence from rodents suggested, however, that the T2R genes encode a family of bitter receptors while definite proof is missing in humans 6. We here report that the hT2R16 receptor is present in vallate papilla taste buds of the human tongue and activated by bitter b-glucopyranosides. These phytonutrients did not activate any other human T2R and showed similar concentration-response relations and cross-desensitization in hT2R16 expressing cells and psychobiological experiments. hT2R16 is broadly tuned. It binds bitter compounds that share only a b-glycosidic bond and a glucose residue. The broad tuning of T2Rs could explain how a limited number of receptors permits the perception and coding of numerous and different bitter substances. Together our data identify the hT2R16 as a broadly tuned, genuine human bitter receptor for b-glucopyranosides
Valine 738 and lysine 735 in the fifth transmembrane domain of rTas1r3 mediate insensitivity towards lactisole of the rat sweet taste receptor
No full textAbstract Background The sweet taste inhibitor lactisole acts on the human sweet taste receptor heteromer TAS1R2-TAS1R3 but not on its rodent counterpart. Recently, it was shown that the lactisole sensitivity of the human sweet taste receptor involves the part of TAS1R3 encompassing the seven transmembrane regions but not the huge N-terminal domain. Using mutational analysis we investigated which amino acid residues distinguish lactisole insensitive rat from sensitive human T1R3 receptors. Results The functional analysis of specific receptor mutants in HEK293T cells revealed that the exchange of valine 738 in the fifth transmembrane domain of rTas1r3 by an alanine is sufficient to confer lactisole sensitivity to the rat sweet taste receptor. The sensitivity of this receptor mutant is ~2 fold lower than the sensitivity of the human sweet taste receptor. Additional substitution of lysine 735 by phenylalanine in rTas1r3 results in a rat sweet taste receptor that is as sensitive to lactisole as its human counterpart. The exchange of valine 738 to alanine was accompanied by a ~50% reduction in receptor efficacy. This effect was seen with all six different sweet compounds examined. Conclusion The lactisole insensitivity of rat sweet taste receptor is caused by only two amino acids in transmembrane region five, which is critical for the interaction of lactisole with the sweet taste receptor. The observation that the mutant receptor simultaneously displays a generally reduced sensitivity towards all agonists suggests that the lactisole insensitivity of the rodent receptor might be more likely caused by the inaccessibility of the lactisole binding site rather then by its direct disruption.</p
Formyl Peptide Receptors from Immune and Vomeronasal System Exhibit Distinct Agonist Properties
No full textOrganization and Plasticity of Sodium Channel Expression in the Mouse Olfactory and Vomeronasal Epithelia
No full textFunctional identification of taste receptors: A new human bitter receptor and its cognate ligands
No full textA calcium optimum for cytotoxic T lymphocyte and natural killer cell cytotoxicity
No full textCytotoxic T lymphocytes (CTLs) and natural killer (NK) cells are required to eliminate cancer cells. We analysed the Ca2+ dependence of CTL and NK cell cytotoxicity and found that in particular CTLs have a very low optimum of [Ca2+ ]i (between 122 and 334 nm) and [Ca2+ ]o (between 23 and 625 μm) for efficient cancer cell elimination, well below blood plasma Ca2+ levels. As predicted from these results, partial down-regulation of the Ca2+ channel Orai1 in CTLs paradoxically increases perforin-dependent cancer cell killing. Lytic granule release at the immune synapse between CTLs and cancer cells has a Ca2+ optimum compatible with this low Ca2+ optimum for efficient cancer cell killing, whereas the Ca2+ optimum for CTL migration is slightly higher and proliferation increases monotonously with increasing [Ca2+ ]o . We propose that a partial inhibition of Ca2+ signals by specific Orai1 blockers at submaximal concentrations could contribute to tumour elimination
