L-asparaginase Dotaz Zobrazit nápovědu
The genome sequence of Pyrobaculum calidifontis contains two open reading frames, Pcal_0144 and Pcal_0970, exhibiting homology with L-asparaginases. In search of a thermostable L-asparaginase with no glutaminase activity, we have cloned and expressed the gene encoding Pcal_0970 in Escherichia coli. Recombinant Pcal_0970 was produced in insoluble and inactive form which was solubilized and refolded into enzymatically active form. The refolded Pcal_0970 showed the highest activity at or above 100 °C. Optimum pH for the enzyme activity was 6.5. Addition of divalent metal cations or EDTA had no significant effect on the activity. The enzyme was capable of hydrolyzing D-asparagine with a 20% activity as compared to 100% with L-asparagine. Pcal_0970 did not show any detectable activity when L-glutamine or D-glutamine was used as substrate. Pcal_0970 exhibited a Km value of 4.5 ± 0.4 mmol/L and Vmax of 355 ± 13 μmol min-1 mg-1 towards L-asparagine. The activation energy, from the linear Arrhenius plot, was determined as 39.9 ± 0.6 kJ mol-1. To the best of our knowledge, Pcal_0970 is the most thermostable L-asparaginase with a half-life of more than 150 min at 100 °C and this is the first report on characterization of an L-asparaginase from phylum Crenarchaeota.
- MeSH
- asparaginasa izolace a purifikace metabolismus MeSH
- glutamin metabolismus MeSH
- glutaminasa metabolismus MeSH
- kinetika MeSH
- klonování DNA MeSH
- koncentrace vodíkových iontů MeSH
- poločas MeSH
- Pyrobaculum enzymologie genetika MeSH
- rekombinantní proteiny genetika metabolismus MeSH
- stabilita enzymů MeSH
- substrátová specifita MeSH
- teplota MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
This study profiled the various endophytic fungi isolated from the orchid Cymbidium sp. and their L-asparaginase production and antioxidant potential. The L-asparaginase production was first screened through qualitative plate screening then quantified by the Nesslerization method. The antioxidant potential was quantified via the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl assay. A total of 30 endophytic fungi were isolated and all fungal isolates exhibited various degrees of radical scavenging activities (45.28% to 76.4%). Isolate Lasiodiplodia theobromae (C11) had the highest antioxidant capacity, represented by the lowest IC50 value (5.75 mg/mL) and highest ascorbic acid equivalent antioxidant capacity value (12.17 mg/g). Additionally, 16 isolates produced L-asparaginase (53.33%), which includes primarily species of Fusarium proliferatum, Fusarium fujikuroi, Fusarium incarnatum, and Fusarium oxysporum. A new isolate has also been discovered from Cymbidium orchid, Buergenerula spartinae (C28), which showed the highest L-asparaginase activity (1.736 unit/mL). These findings supported the postulation that medicinal species of Orchidaceae such as Cymbidium sp. harbor endophytes that are producers of L-asparaginase and antioxidants with various potential applications.
- MeSH
- antioxidancia * metabolismus MeSH
- asparaginasa * metabolismus MeSH
- endofyty * izolace a purifikace metabolismus enzymologie klasifikace MeSH
- Fusarium enzymologie metabolismus izolace a purifikace MeSH
- fylogeneze MeSH
- houby klasifikace izolace a purifikace enzymologie MeSH
- Orchidaceae * mikrobiologie MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Akutní lymfoblastická leukemie (ALL), nejčastější maligní onemocnění u dětí, je léčena kombinovanou chemoterapií, která zahrnuje enzym L-Asparaginázu (L-Asp). Cytotoxický efekt L-Asp spočívá ve schopnosti depletovat extracelulární asparagin a glutamin, na což jsou leukemické buňky velmi citlivé pravděpodobně kvůli snížené aktivitě glutamin-dependentního enzymu asparagin syntetázy (ASNS). Ačkoliv bylo se vznikem rezistence na L-Asp spojováno zvýšení hladiny ASNS v leukemických blastech, přesný vztah mezi expresí tohoto genu a citlivostí na L-Asp nebyl dosud objasněn. Pro naši studii byl použit model buněčných linií. Exprese genu pro ASNS a hladina proteinu byla detekována u 4 leukemických buněčných linií: REH (TEL/AML1[+]), UOCB6(TEL/AML1[+]), Nalm6 (TEL/PDGFRB1[+]) a RS4;11 (MLL/AF4[+]). Množství mRNA i proteinu ASNS odpovídalo citlivosti na L-Asp. UOCB6 jako nejvíc rezistentní linie měla nejvyšší expresi ASNS, následovaly linie Nalm6, REH a RS4;11. Detekce proteinu v pacientských vzorcích nebyla možná v důsledku signifikantně nižší exprese studovaného genu ve srovnání s buňkami leukemických linií. S využitím RNA interference bylo provedeno gradientové vypnutí (knock-down) u 2 buněčných linií: REH, se střední bazální expresí ASNS, a RS4;11 s velmi nízkou bazální expresí. Gradientové snižování exprese vedlo ke gradientovému zvyšování senzitivity linie REH. U linie RS4;11 po snížení exprese ASNS ke zvýšení citlivosti k L-Asp nedošlo. Z uvedených výsledků vyplývá, že při velmi nízkých expresích ASNS, které byly stanoveny také u pacientských vzorků, neexistuje přímý vztah mezi odpovědí na L-Asp a mírou exprese zmíněného genu, tudíž v těchto případech nejsou rozdíly v expresi relevantní pro určení vyšší či nižší senzitivity leukemických buněk k L-Asp. Předpokládáme, že novým proteinem hrajícím roli v odpovědi na L-Asp by mohla být glutamát dehydrogenáza (GDH). Umlčením GDH specifickou RNA interferencí došlo u buněk REH ke zvýšení citlivosti k L-Asp, což potvrzuje důležitou roli tohoto genu v reakci TEL/AML1-pozitivních buněk na terapii L-Asp. Navíc na základě zvyšování exprese GDH v buňkách s umlčeným genem pro ASNS předpokládáme vztah mezi těmito dvěma geny. Objasnění mechanismu vzniku rezistence či případné určení markeru rezistence pacientů s ALL k L-Asp by významně pomohlo zlepšit dosavadní terapeutické výsledky.
Acute lymphoblastic leukaemia (ALL), the most common haematological malignancy in childhood, is treated by combined chemotherapy, which includes the enzyme L-Asparaginase (L-Asp). The cytotoxic effect of L-Asp consists in its ability to deplete extracellular asparagine and glutamine. The sensitivity of primary ALL cells to this depletion is traditionally explained by decreased activity of glutamine-dependent enzyme asparagine synthetase (ASNS). Despite the fact that increased ASNS level was indeed shown to be connected with L-Asp resistance, the exact relationship between ASNS expression and L-Asp sensitivity has not been elucidated so far. The gene expression and ASNS protein content was evaluated in 4 leukemic cell lines: Nalm6 (TEL/PDGFRB[+]); RS4;11 (MLL/AF4[+]); REH (TEL/AML1[+]) and UOCB6 (TEL/AML1[+]). ASNS protein levels reflected ASNS mRNA levels and these correlated negatively with L-Asp sensitivity. UOCB6 as the most resistant cell line had the highest expression of ASNS, followed by Nalm6, REH and RS4;11. Detection of protein content in primary ALL blasts was not possible due to significantly lower ASNS gene expression compared to cell lines. Gradient knock-down was performed in 2 ALL cell lines: REH with intermediate basal expression and RS4;11 with very low basal expression. A gradual silencing of ASNS gene in REH cell line led to gradual increase of L-Asp sensitivity. The reduction of ASNS did not potentiate L-Asp cytotoxicity in RS4;11 cell line. Our data demonstrate that in cells with very low ASNS expression, as shown in primary ALL blasts of various subtypes, the difference in ASNS levels is not relevant to the sensitivity to L-Asp. We suppose that glutamate dehydrogenase (GDH) is a new player in the response to cytotoxic effect of L-Asp. Silencing of GDH gene in TEL/AML1[+] REH cell line increased sensitivity to L-Asp. Furthermore, we suggest a relationship between ASNS and GDH based on our observations of increased GDH expression in cells with silenced ASNS gene.
- Klíčová slova
- akutní lymfoblastická leukemie, asparagin syntetáza,
- MeSH
- akutní lymfatická leukemie farmakoterapie genetika MeSH
- asparaginasa terapeutické užití MeSH
- asparaginsynthetasa chemie MeSH
- chemorezistence genetika MeSH
- dítě MeSH
- financování organizované MeSH
- lidé MeSH
- techniky in vitro MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH