Informacja

Jony wapnia i transformacja bakteryjna

Jony wapnia i transformacja bakteryjna



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Jaki jest mechanizm, dzięki któremu jony wapnia i obróbka cieplna umożliwiają przepuszczalność błony bakteryjnej, co umożliwia wchłanianie plazmidów?


DNA ma ogólny ładunek ujemny. Cząsteczki fosforanowe cząsteczek lipidów tworzących błonę komórkową, wraz z cząsteczkami LPS na błonie zewnętrznej, są również naładowane ujemnie. Oznacza to, że plazmid jest normalnie odpychany przez błonę komórkową.

Jony Ca2+ osłaniają ładunki ujemne z każdej strony, dzięki czemu ogólna sytuacja jest obojętna elektrostatycznie.

Ta strona ma ładny animatik dla tego procesu: http://www.dnai.org/b/index.html


Kompetentne komórki są gotowe do użycia komórek bakteryjnych, które mają łatwiejsze do zmiany ściany komórkowe, przez które obcy DNA może być łatwiej przepuszczany. Większość typów komórek nie może wydajnie przyswoić DNA, chyba że zostały poddane specjalnej obróbce chemicznej lub elektrycznej w celu uczynienia ich kompetentnymi. Standardowa metoda przepuszczania bakterii dla DNA obejmuje traktowanie jonami wapnia. Krótka ekspozycja komórek na pole elektryczne umożliwia również bakteriom przyswajanie DNA, a proces ten nazywa się elektroporacją. Jednak niektóre rodzaje bakterii są naturalnie transformowalne, co oznacza, że ​​mogą pobierać DNA ze swojego środowiska bez konieczności specjalnego traktowania. Dokładne mechanizmy zaangażowane w sztuczną kompetencję nie są jeszcze dobrze poznane. w CaCl2 W metodzie tej kompetencję można uzyskać poprzez tworzenie porów w komórkach bakteryjnych poprzez zawieszenie ich w roztworze zawierającym wysokie stężenie wapnia. DNA może być następnie wtłoczone do komórki gospodarza poprzez szok termiczny w temperaturze 42 o C w celu przeprowadzenia procesu transformacji.

Kompetencje dzieli się na kompetencje naturalne, genetycznie określoną zdolność bakterii, która, jak się uważa, występuje w warunkach naturalnych, jak również w laboratorium, oraz kompetencje indukowane lub sztuczne, powstające, gdy komórki w kulturach laboratoryjnych są poddawane obróbce w celu przejściowo przepuszczalności DNA.


OPINIA artykuł

Azka Asif 1 , Hareem Mohsin 1 , Rabia Tanvir 2 i Jasir Rehman 1 *
  • 1 Department of Microbiology and Molecular Genetics, University of the Punjab, Lahore, Pakistan
  • 2 Uniwersyteckie Laboratorium Diagnostyczne, Wydział Mikrobiologii, Uniwersytet Weterynarii i Nauk o Zwierzętach, Lahore, Pakistan

Transformacja bakteryjna jest kluczową częścią procesu klonowania i jest szeroko stosowana w wielu badaniach (Swords, 2003 Gigova i in., 2006). Mechanizm charakteryzuje się dwiema fazami, pierwsza faza obejmuje wychwyt DNA przez otoczkę komórkową, a druga faza obejmuje tworzenie DNA w komórce jako stabilnego materiału genetycznego (Hanahan, 1983). Procedura transformacji ma charakter fizykochemiczny, a nie jest ściśle chemiczną lub fizyczną procedurą, ponieważ komórki są manipulowane kationami (lub kombinacją kationów) i nierównowagą temperatury, aby uczynić je kompetentnymi do pobierania obcego DNA. Powszechnie rozumie się, że manipulacja chemiczna jest powiązana z indukowaniem kompetencji, podczas gdy manipulacja fizyczna jest powiązana z pobieraniem obcego DNA. Te dwie metody działają razem, aby doprowadzić do aktu ȁSztucznej internalizacji DNA.”

Z biegiem czasu stosowano różne metody, aby uczynić komórki kompetentnymi, takie jak użycie dimetylosulfotlenku (DMSO), dwuwartościowych kationów lub glikolu polietylenowego (PEG) (Klebe i wsp., 1983 Chan i wsp., 2013). Oprócz tych metod chemicznych, elektroporacja była również testowana i wykorzystywana do indukowania kompetencji (Dower i in., 1988 Yoshida i Sato, 2009 Liu i in., 2013). Zastosowanie kationów dwuwartościowych było najskuteczniejszą obróbką chemiczną, która doprowadziła do transformacji (Day, 2004). Spośród różnych kationów dwuwartościowy kation wapnia (Ca2+) okazał się być najskuteczniejszy (Weston i wsp., 1981) zarówno sam (Dagert i Ehrlich, 1979) jak iw różnych kombinacjach. Połączenie dwuwartościowych i jednowartościowych jonów, takich jak wapń i magnez (Taketo, 1974, Wensink i in., 1974), wapń i mangan (Enea i in., 1975), wapń, rubid i dimetylosulfotlenek (Kushner, 1978) oraz Inne metale alkaliczne o przedłużonej inkubacji w 0°C (Taketo, 1972 Dagert i Ehrlich, 1979) również okazały się skuteczne (Roychoudhury i wsp., 2009). Ogólnie wszystkie kationy dwuwartościowe wzmacniają proces transformacji. Hanahan (1983) stwierdził, że obecność magnezu w pożywkach bakteryjnych zwiększa wydajność transformacji od 15 do 20-krotnie w porównaniu z komórkami hodowanymi bez magnezu. Zaobserwował również, że dodanie magnezu do pożywki na 30 min przed czasem pobrania komórek również wzmaga transformację do 繠%. Jednak dodatek magnezu podczas zbierania komórek i inkubacji na lodzie wzmaga transformację nawet do 40%. Dodatek jonów wapnia lub manganu również wykazał prawie taki sam efekt stymulujący jak jony magnezu (Hanahan, 1983). Należy jednak zoptymalizować czas inkubacji z chlorkiem wapnia lub jakimkolwiek innym kationem dwuwartościowym. Zaobserwowano, że okres 24-godzinnej inkubacji w zimnym chlorku wapnia sprawia, że ​​komórki bakteryjne są 20� razy bardziej kompetentne i 4𠄶 razy wydajniejsze do transformacji w porównaniu do komórek otrzymywanych bezpośrednio po CaCl2 leczenie (Blattner i wsp., 1977 Dagert i Ehrlich, 1979). Curtiss i in. (1977) eksperymentował na E coli szczep X1776 i zaobserwowali wpływ różnych warunków na wydajność transformacji. Traktował kulturę bakteryjną kombinacją jonów manganu, wapnia, rubidu i potasu wraz z DMSO i sacharozą w 0°C, a następnie impulsem cieplnym w 42°C. Jednak warunki te nie dały pomyślnych rezultatów, gdy inne szczepy E coli zostały wykorzystane (Hanahan, 1983). Meselson i Yuan (1968) uznali te warunki za obiecujące dla udanej transformacji w przypadku szczepu E coli MM294 niż standardowy protokół “ chlorek wapnia”. Bolivar i in. (1977) donieśli 106 transformantów, gdy komórki potraktowano samym wapniem, podczas gdy Kushner (1978) doniósł, że uzyskał 107 transformantów po potraktowaniu komórek rubidem razem z chlorkiem wapnia. Norgard i in. (1978) był również w stanie uzyskać 107 transformantów metodą stosowaną przez Kushnera (1978) w przypadku szczepu K-12 X1776 E coli. Jednak wydajność transformantów różniła się w zależności od gatunku i szczepu (Mercer i Loutit, 1979). Zgłosili to Sjöström et al. (1972), że optymalne stężenie chlorku wapnia do pobierania DNA przez S. aureus wynosi 0,1 M CaCl2. Odpychanie między obcym DNA a komórką bakteryjną, ze względu na ujemne ładunki na obu, jest przezwyciężane przez te dwuwartościowe kationy. Ma to zastosowanie do liniowych fragmentów DNA, jak również do kolistych cząsteczek DNA, takich jak plazmidy (Mandel i Higa, 1970 Tsen i wsp., 2002). Uważa się, że dwuwartościowe kationy wiążą się zarówno z komórką, jak iz DNA, w ten sposób całkowicie neutralizując ładunek. Wapń związany z DNA dodatkowo pomaga DNA w adsorpcji na kompetentnej komórce (Panja i wsp., 2008b). Ponadto w tej interakcji mogą również pomóc białka wiążące DNA obecne w błonie komórkowej. Zakotwiczenie DNA do błony eliminuje ryzyko odłączenia lub wyrzucenia DNA (Clark i wsp., 2002). Co więcej, niskie temperatury stosowane w protokołach transformacji zastygają ugrupowanie lipidowe iw konsekwencji ograniczają płynność błony komórkowej, co wzmacnia interakcję wapń-powierzchnia komórki. W ten sposób jony wapnia, związane zarówno z powierzchnią komórki, jak iz obcym DNA, wprowadzają DNA do komórki. Clark i in. (2002) wykazali, że względna asocjacja kationów dwuwartościowych (np. Ca2+ ) jest bardziej związana z błoną komórkową w porównaniu z jej powiązaniem z obcym DNA, podczas gdy pewne kationy trójwartościowe (np. spermidyna) łatwiej oddziałują z DNA ( Li i in., 2004). Stwierdzono również w tym badaniu, że Ca2+ ma większą rolę do odegrania w rozwoju kompetencji w porównaniu do spermidyny lub kationów trójwartościowych (Clark et al., 2002). Błony bardzo łatwo wchłaniają wapń, a po wejściu do komórki jony wapnia są neutralizowane przez fosforany błony obecne po stronie cytozolowej (Melcrová et al., 2016). Wiązanie jonów wapnia z błoną powoduje również zmiany w przepuszczalności błony (Li et al., 2004).

Po obróbce dwuwartościowymi lub trójwartościowymi na lodzie następuje obróbka w podwyższonej temperaturze jako szoku cieplnego, który powoduje nierównowagę temperaturową. Cząsteczki o zwiększonym ruchu Browna na zewnątrz komórki prawdopodobnie wypchną cząsteczkę DNA do wnętrza komórki. Nie jest jednak jasne, czy ta siła kinetyczna jest wystarczająca, aby wepchnąć zaadsorbowane cząsteczki DNA do środka. Panja i in. (2008a) badali skuteczność cykli chłodzenia i ogrzewania poprzez zwiększanie liczby cykli aż do osiągnięcia maksymalnej wydajności transformacji. Wywnioskowano, że obniżenie temperatury faktycznie przyczynia się do utraty białka, podczas gdy ogrzewanie przyczynia się do utraty lipidów, a zatem razem te cykle zwiększają wydajność transformacji (Panja i wsp., 2008a), ponieważ zwiększają rozmiar porów na powierzchni komórki. Co więcej, z powodu utraty lipidów i białek błona ulega depolaryzacji, co dodatkowo zmniejsza odpychanie między cząsteczką DNA a błoną. Ponadto gęstość komórek może również wpływać na wydajność transformacji i doniesiono, że maksymalną kompetencję obserwuje się przy gęstości komórek w zakresie od 107 do 108 komórek ml w fazie logarytmicznej (Taketo, 1974 Norgard i wsp., 1978).

Pozostaje jednak pytanie, czy pory (przez które obcy DNA przedostaje się do komórki) powstają w wyniku obróbki wapniem, czy są one naturalnie obecne. W błonie istnieją naturalne kanały, często nazywane mostkami Bayera's, które mogą służyć jako potencjalny szlak pobierania DNA (Dreiseikelmann, 1994 Sperandeo i in., 2007 Srivastava, 2013). Hanahan (1983) stwierdził, że kompetentne komórki mają wiele miejsc lub kanałów i wszystkie te miejsca i kanały mają niezależną szansę wzięcia udziału w wychwytywaniu DNA w kierunku procesu transformacji. Wszystkie komórki, kompetentne lub nie, konkurują o pobieranie plazmidu, ale jeśli do transformacji stosuje się tylko komórki kompetentne, wydajność wzrośnie do 50-krotnie, jak omówił Hanahan (1983). Współczynnik wychwytu DNA to suma wszystkich prawdopodobieństw wychwytu DNA przez każdy kanał. Doniesiono, że szanse transformacji nie są zwiększane przez zwiększenie stężenia DNA, ale przez wzrost liczby kanałów, przez które odbywa się pobieranie DNA (Hanahan, 1983 Nikaido i Vaara, 1985). Co więcej, wapń pełni w tym procesie podwójną rolę: nie tylko neutralizuje ładunek, ale także osłabia błonę komórkową, powodując inwazje (Stein, 1990, Thomas i Rice, 2014).

Chociaż wiedziano, że dwuwartościowe kationy pomagają neutralizować ładunek, jony złożone mogą również służyć do wytwarzania statycznej siły przyciągania w cząsteczce DNA. Prowadzi to do fałdowania DNA w zwartą strukturę podobną do kuli, która ułatwia jego wejście do komórki (Clark i wsp., 2002). Superskręcona, podobna do kuli struktura plazmidu będzie miała większe szanse na wejście do komórki kompetentnej do transformacji niż wydłużona, otwarta kolista forma plazmidu. Jeśli jednak rozmiar DNA zbliża się do rozmiaru porów, prawdopodobieństwo transformacji gwałtownie spada. Przy stosowaniu spermidyny lub innych trójwartościowych, rozmiar kulistej struktury DNA może przekraczać rozmiar porów w błonie komórkowej, co można rozwiązać jedynie poprzez zmianę parametrów fizycznych stosowanych w protokole, głównie cykli ogrzewania i chłodzenia. Niezależnie od tego, czy używa się dwuwartościowych, czy trójwartościowych, ich stężenia należy zoptymalizować tak, aby wszystkie fosforany DNA nie były niedostępne, ponieważ niektóre części DNA muszą adsorbować na powierzchni komórki i do tego wymagane są wolne fosforany, jak wywnioskował Panja i in. (2008b).

Na wydajność transformacji duży wpływ ma rodzaj komórki gospodarza, ponieważ mają one różne struktury powierzchni komórki, szczególnie w stosunku do polisacharydów O wystających z powierzchni komórki. Te struktury powierzchniowe oddziałują z dwuwartościowymi kationami i DNA, dzięki czemu komórka jest kompetentna do transformacji. Różne szczepy E coli, jak omówiono powyżej, wykazują zróżnicowanie w wydajności transformacji ze względu na różnice we właściwościach chemicznych ich otoczki komórkowej (Taketo, 1972). Bardzo gęsty O-polisacharyd stanie się przeszkodą dla przechodzenia DNA. Jednakże twierdzono również, że rozległe usuwanie LPS przez nadmierną obróbkę wstępną etanolem zmniejsza wydajność transformacji (Roychoudhury i in., 2009). Można to wytłumaczyć wyżej wymienioną hipotezą, że DNA najpierw przyłącza się do jakiegoś zewnętrznego składnika błony komórkowej, który następnie wspomaga jego ruch wewnątrz komórki. Wraz z gęstością skład O-polisacharydu również odgrywa rolę w odbiorze nadchodzącej cząsteczki DNA (Lacks, 1977). Co więcej, jony wapnia również oddziałują z błoną i przy 100 mM CaCl2 prawie cały wapń jest wchłaniany przez błonę komórkową fosfatydylocholinę i fosfatydyloserynę (Melcrová et al., 2016). Dlatego właściwości membrany odgrywają główną rolę w adsorpcji DNA.

Dowody wyraźnie wskazują, że obróbka fizyczna i chemiczna stosowana podczas transformacji, tj. nierównowaga temperaturowa i CaCl2 leczenia, pomagają radzić sobie z barierami dla pobierania DNA, takimi jak odpychanie ładunku i rozmiary porów (ryc. 1). Kombinacje magnezu i wapnia są rzadko stosowane w protokołach transformacji, których znaczenie należy rozważyć. Można zasugerować połączenie dwuwartościowych i trójwartościowych kationów z wydłużonymi czasami inkubacji w celu poprawy wydajności transformacji, ponieważ oprócz stabilizacji ładunku, trójwartościowe kationy mogą zagęszczać DNA, dodatkowo wspomagając jego internalizację. Komórki bakteryjne można również hodować w obecności CaCl2 i MgCl2 przed wprowadzeniem kompetencji. Cykle ogrzewania i chłodzenia stosowane tylko raz w protokołach transformacji można również zwiększyć do trzech razy, aby uzyskać wyższą wydajność transformacji. Warunki te należy dostosować i zoptymalizować dla różnych gatunków i szczepów bakterii ze względu na różnice we właściwościach ich powierzchni. Potrzebne są jednak konkretne dowody oparte na eksperymentach zaprojektowanych wyłącznie w celu opracowania tego zjawiska.

Rysunek 1. pokazuje bariery/ograniczenia w wychwytywaniu DNA przez komórkę bakteryjną, czyli odpychanie wywołane ładunkami ujemnymi na błonie komórkowej i DNA oraz porowatość błony. Są one manipulowane przez obróbkę chemiczną, taką jak jony wapnia, które neutralizują ładunki ujemne. Parametry fizyczne można zastosować do poprawy porowatości i przepuszczalności.


Wyniki

Ekspresja drożdży GDT1 w Lactococcus lactis

W celu zbadania, czy Gdt1p był zaangażowany w transport Ca 2+, opracowaliśmy in vivo test transportu funkcjonalnego oparty na heterologicznej ekspresji Gdt1p in L. lactis, organizm, który okazał się wartościowym gospodarzem do ekspresji eukariotycznych białek błonowych17,18. Wybór tego systemu ekspresji został dodatkowo poparty brakiem ortologów Gdt1p w L. lactis. Jak pokazano na Fig. 1A, analiza Western blot wykazała, że ​​10His-Strep-TEV-Δ23 GDT1, znakowana wersja Gdt1p pozbawiona pierwszych 23 aminokwasów, co do których przewiduje się, że jest peptydem sygnałowym, może ulegać ekspresji pod kontrolą indukowanego przez nizynę promotor w szczepie NZ9000 typu dzikiego (WT) L. lactis. Wcześniej zaobserwowaliśmy, że peptyd sygnałowy Gdt1p nie jest niezbędny dla funkcji białka i że ta znakowana wersja Gdt1p działa w drożdżach (dane nieprzedstawione). Stężenie nizyny i czas indukcji zoptymalizowano tak, aby uzyskać najwyższy plon Gdt1p (rys. S1). Porównano również poziomy ekspresji w szczepie WT i „wyewoluowanym” szczepie DML1, który okazał się wydajnym gospodarzem do zwiększonej produkcji eukariotycznych białek błonowych19. Jak pokazano na Fig. 1A, ekspresja Gdt1p była wyraźnie wyższa w szczepie DML1 niż w WT i dlatego wybrano DML1 do przygotowania testu transportu Ca2+.

Gdt1p pośredniczy w napływie wapnia do L. lactis komórek i jest to silnie zależne od zewnętrznego stężenia Ca 2+ i pH.

(A) Dziki typ i rozwinięty DML1 L. lactis komórki wyrażające 10His-Strep-TEV-Δ23 GDT1 hodowano do OD600 0,4–0,5, a ekspresję Gdt1p indukowano nizyną (2,5 μg/L). Po 3 godzinach indukcji przygotowano całkowitą frakcję błonową i ekspresję Gdt1p analizowano metodą SDS-PAGE, a następnie Western blot z przeciwciałami anty-Gdt1p. Kontrola ujemna (C) składała się z całkowitej frakcji błon z komórek zawierających pusty wektor pNZ8048. (b) Pomiary przebiegu w czasie napływu wapnia wykonane w komórkach DML1 załadowanych Fura-2 wyrażających 10His-Strep-TEV-Δ23 GDT1 lub transformowanych pustym wektorem pNZ8048 (C). Po 3 godzinach indukcji komórki przemyto i ponownie zawieszono w pożywce testowej wolnej od Ca2+ pH 7,4. Współczynnik fluorescencji (340/380) rejestrowano co 10 sekund i przekształcano na [Ca 2+ ]cyt używając równania wyprowadzonego przez Liao i inni. 41 . Strzałka wskazuje dodanie 0,5 mM CaCl2. (C) Wpływ zewnętrznego stężenia Ca 2+ (prawa oś mM) na akumulację Ca 2+ w DML1 L. lactis komórki eksprymujące 10His-Strep-TEV-Δ23 GDT1 przy zewnątrzkomórkowym pH 7,4. (D) Wpływ zewnętrznego pH na akumulację Ca2+ w komórkach DML1 wyrażających 10His-Strep-TEV-Δ23 GDT1 lub transformowanych pustym wektorem pNZ8048 (C) po dodaniu 0,5 mM CaCl22.

Gdt1p promuje napływ Ca 2+ do L. lactis w sposób zależny od pH

Aby określić, czy Gdt1p może działać jako transporter Ca 2+, użyliśmy sondy fluorescencyjnej wrażliwej na Ca 2+, Fura-2, do pomiaru zmian wewnątrzkomórkowego stężenia wapnia ([Ca 2+ ]cyt) w L. lactis Ekspresja komórek DML1 GDT1 lub zawierające pusty wektor. Jak pokazano na rys. 1B, dodanie 0,5 mM CaCl2 do wyrażania komórek DML1 GDT1 spowodowało wyraźny wzrost [Ca 2+ ]cyt, podczas gdy nie zaobserwowano wzrostu w komórkach kontrolnych (C) pozbawionych GDT1. Ponadto zaobserwowaliśmy, że [Ca 2+ ]cyt wzrosła wraz ze wzrostem stężenia pozakomórkowego Ca2+ z 0,1 do 2 mM (ryc. 1C). Ponownie nie zaobserwowano wzrostu w braku komórek kontrolnych (C) GDT1 (dane nie pokazane). Wyniki te pokazują, że Gdt1p pośredniczy w transporcie Ca 2+ przez błonę plazmatyczną, gdy jest wyrażany w L. lactis. Jak wspomniano powyżej, Gdt1p wykazuje uderzające podobieństwa do członków nadrodziny wymienników CaCA, które przenoszą Ca2+ przez błony wbrew ich gradientowi elektrochemicznemu, wykorzystując gradient w dół innych kationów, takich jak H+ lub Na+14. Ponadto wykazano, że mutacja w ludzkim ortologu TMEM165 zaburza homeostazę pH lizosomów i endosomów13. Z tych powodów wcześniej proponowaliśmy, że TMEM165 i Gdt1p mogą działać jako antyportery Ca 2+ /H +, wykorzystując gradient protonów jako siłę napędową napływu Ca 2+ przez błonę Golgiego. Aby przetestować tę hipotezę, Fura-2-loaded L. lactis komórki wyrażające znakowany Δ23 Gdt1p zawieszono ponownie w buforze testowym przy różnych wartościach pH (7,0 i 8,0) i zmierzono akumulację Ca 2+ po dodaniu 0,5 mM CaCl2. Jak pokazano na ryc. 1D, Gdt1p wyraźnie wykazywał aktywność napływu Ca 2+ zależną od zewnątrzkomórkowego pH, przy czym transport Ca 2+ wzrastał wraz ze wzrostem zewnętrznego pH z 7,0 do 8,0. Można to wytłumaczyć faktem, że wytłaczanie protonów z komórki jest energetycznie bardziej korzystne przy wyższym pH, a Gdt1p może wykorzystać te energetycznie korzystne warunki do sprzężenia dopływu Ca 2+ z wypływem H +. Brak wyraźnej różnicy w gęstości komórek Fura-2-loaded L. lactis komórki były widoczne przed i po CaCl2 dodanie, wskazując, że CaCl2 dodatek nie powodował lizy komórek, niezależnie od zewnętrznego pH (tabela S1). Ponadto odwirowanie komórek po inkubacji z wapniem i zbadanie fluorescencji osadu i supernatantu wykazało, że Fura-2 nie był uwalniany do środowiska pozakomórkowego, ponieważ w supernatancie stwierdzono mniej niż 5% fluorescencji, a ponad 95 % w peletce (dane nie pokazane). Wszystkie te wyniki pokazują, że Gdt1p pośredniczy w napływie wapnia do L. lactis i że jest to regulowane przez gradient pH, co oznacza, że ​​Gdt1p może być antyporterem Ca2+/H+ w drożdżach.

Gdt1p bierze udział w odpowiedzi wapnia na stres osmotyczny u drożdży

Ekspozycja komórek drożdży na działanie soli fizjologicznej lub stresu osmotycznego powoduje nagły i przejściowy wzrost [Ca 2+ ]cyt wynika to z napływu Ca 2+ przez kanał błony komórkowej Cch1p/Mid1p 20 i uwolnienia z wakuoli przez kanał wakuolarny Yvc1p 4 . Spoczynkowy poziom wapnia jest następnie przywracany przez reabsorpcję wapnia do wakuoli poprzez antyporter Vcx1p4.

Rolę Gdt1p w odpowiedzi wapnia po stresie solnym (1,33 M NaCl) oceniano w WT i gdt1Δ lub PMR1mutant przez monitorowanie zmian w [Ca 2+ ]cyt za pomocą genetycznie zakodowanego czujnika ekworyny Ca 2+. Jak pokazano na ryc. 2A, podobną odpowiedź wapnia na stres solankowy zaobserwowano na WT i gdt1Δ deletant oba szczepy miały niski spoczynek [Ca 2+ ]cyt około 0,2 μM i [Ca 2+ ]cyt gwałtownie wzrosła po ekspozycji na stres, a następnie powróciła do poziomu podstawowego w ciągu 8 minut. To pokazuje, że utrata GDT1 nie miał wpływu na odpowiedź wapniową wywołaną przez sól. Jednak zgodnie z wcześniejszymi badaniami 3,21 podstawowa [Ca 2+ ]cyt był wyraźnie wyższy w PMR1Δ mutant niż w WT (0,5 wobec 0,2 μM). Utrata Ca 2+ -ATPazy aparatu Golgiego Wiadomo, że Pmr1p indukuje zubożenie Ca 2+ w przedziałach wydzielniczych, które jest kompensowane przez wyższy za pośrednictwem Cch1p/Mid1p napływ Ca 2+ i wzrost netto w stanie spoczynkowym [Ca 2+ ]cyt obserwuje się w komórkach hodowanych w normalnych warunkach 3 . Jak pokazano na rys. 2A, dodanie NaCl do PMR1Komórki Δ prowadziły do ​​wyższego piku wapnia niż w komórkach WT, co sugeruje albo wyższy wskaźnik napływu Ca 2+ do cytozolu, albo zmniejszoną reabsorpcję Ca 2+ do organelli. Następnie przetestowaliśmy, czy Gdt1p był zaangażowany w odpowiedź Ca 2+ przy braku PMR1 poprzez monitorowanie [Ca 2+ ]cyt w PMR1Δ brak komórek lub nadmierna ekspresja GDT1. Względna ilość Gdt1p wykryta w WT, PMR1Δ i PMR1Szczepy Δ + GDT1 pokazano na Fig. 2B. Jak wcześniej informowaliśmy, poziom Gdt1p zmniejsza się w PMR1Δ komórek w porównaniu do komórek WT podczas nadekspresji GDT1 w PMR1Δ komórek zwiększa swój poziom 13 . Co ciekawe, jak pokazano na rys. 2A, usunięcie GDT1 w PMR1Δ komórki doprowadziły do ​​mniejszego wzrostu [Ca 2+ ]cyt niż w PMR1komórek Δ, podczas gdy jej nadekspresja (oznaczona jako „+GDT1”) skutkowała większym wzrostem niż w PMR1Δ komórki. Podobne odpowiedzi wapnia zaobserwowano po ekspozycji komórek na sorbitol (ryc. S2). Łącznie wyniki te pokazują, że Gdt1p moduluje odpowiedź Ca 2+ w PMR1Δ odkształcić się po wystawieniu komórek na działanie soli fizjologicznej lub stresu osmotycznego. Jak Gdt1p zmienia reakcje wapnia? Najprostszą odpowiedzią byłoby to, że moduluje wielkość piku wapnia, transportując Ca 2+ z aparatu Golgiego do cytozolu. Jednak było również możliwe, że Gdt1p może działać w sposób pośredni, regulując poziomy innych transporterów Ca 2+ lub zmieniając wewnętrzne zapasy Ca 2+ i dlatego zbadano te możliwości.

Gdt1p bierze udział w odpowiedzi wapnia na stres fizjologiczny.

(A) Typ dziki (WT) lub różne PMR1 i/lub gdt1 mutanty drożdży wyrażające apo-ekworynę z plazmidu hodowano przez noc do OD600 1,2 w syntetycznej pożywce uzupełnionej koelenterazyną (chromofor) w celu odtworzenia holoenzymu. Następnie 200 µl każdej hodowli przeniesiono do probówek luminometrycznych. Po 2 min dodano NaCl (naprężenie solankowe) w końcowym stężeniu 1,33 M i monitorowano sygnał przez 20 min, następnie jednostki luminometryczne zostały przekształcone w [Ca 2+ ]cyt używając równania Allena i inni. 42 . Wszystkie wyświetlane wyniki są reprezentatywne dla wyników uzyskanych w co najmniej trzech powtórzeniach. (B) Białka z frakcji wzbogaconych w błonę wykładniczo rosnących komórek (OD600 = 1,2) wskazanych szczepów rozdzielono metodą SDS-PAGE i przeniesiono na membrany nitrocelulozowe, które następnie poddano immunoblottingowi z przeciwciałami przeciwko Gdt1p, Pmc1p, Pmr1p, Vcx1p lub Yvc1p. Barwienie błękitem Coomassie żelu SDS-poliakryloamidowego wykazało równe obciążenie próbki (Ryc. S3). (C) Hodowle wskazanych szczepów rosły w pożywce syntetycznej do OD600 3, następnie zmierzono zawartość komórkowego Ca 2+ metodą ICP-AES w suchej masie. Dane analizowano jednokierunkową analizą wariancji (ANOVA), a następnie testem wielokrotnych porównań post-hoc Tukeya-Kramera. Wartości są wyrażone jako średnia ± SEM (n = 3). Litery niepodzielone w dwóch słupkach oznaczają istotną różnicę (p < 0,05). ten PMR1Δ+ GDT1 szczep odpowiada PMR1Δ nadekspresja mutanta GDT1 pod kontrolą konstytutywnego promotora TPI1. Stężenie zewnątrzkomórkowego Ca2+ dla tych trzech eksperymentów oszacowano metodą ICP-AES na około 1 mM.

Gdt1p nieznacznie modyfikuje poziomy Vcx1p bez wpływu na poziomy Pmr1p, Pmc1p lub Yvc1p

Aby ocenić wpływ Gdt1p na poziomy Pmr1p, Pmc1p, Yvc1p i Vcx1p, przeprowadziliśmy analizę Western blot na całkowitych ekstraktach błonowych z komórek WT i komórek wyrażających różne mutanty przy użyciu specyficznych przeciwciał. Swoisty sygnał zaobserwowano w różnych analizowanych szczepach, z wyjątkiem tych szczepów, w których usunięto odpowiedni gen. Jak pokazano na Fig. 2B, poziomy Pmr1p i Yvc1p były podobne w różnych analizowanych szczepach. Natomiast poziomy Pmc1p były wyższe w okresie PMR1-usunięte szczepy (PMR1, PMR1/gdt1Δ i PMR1Δ + GDT1). Ten wynik potwierdza ustalenia Marchi i inni. 22, który zgłosił zależną od kalcyneuryny kompensacyjną indukcję PMC1 gen z powodu utraty PMR1. Ten wyższy poziom PMC1 wyrażenie w PMR1Δ komórek nie miał wpływu na poziom ekspresji GDT1 (pasy 6-8). Wreszcie poziomy Vcx1p były wyższe w gdt1Δ komórek (ścieżka 4) niż w komórkach WT (ścieżka 1) i były dalej zwiększane w pmc1Δ komórki (linia 5) i PMR1Δ komórki (linia 6). Zauważ, że w PMR1Δ szczep, poziomy Vcx1p zostały dodatkowo zwiększone po usunięciu GDT1 (linia 7) i zmniejszyła się, gdy GDT1 był nadeksprymowany (ścieżka 8). Wyniki te wykluczają pośredni wpływ poziomów Yvc1p, Pmr1p i Pmc1p na zależną od Gdt1p modulację odpowiedzi Ca 2+ na stres osmotyczny, ponieważ ich poziomy nie były modyfikowane przez delecję lub nadekspresję GDT1. Ponadto obserwowane zmiany w poziomach Vcx1p nie mogą być powiązane z odpowiedziami Ca 2+, ponieważ niezależnie od poziomu jego ekspresji w PMR1Δ szczepy, Vcx1p powinny być hamowane w wyniku aktywacji kalcyneuryny 6 . Aktywacja kalcyneuryny w PMR1-szczepy usunięte są sugerowane przez nadekspresję PMC1 (ryc. 2B i ryc. S4B) oraz obserwację, że stan stacjonarny [Ca 2+ ]cyt jest wyższy w tych szczepach (PMR1, PMR1/gdt1Δ i PMR1Δ + GDT1) po leczeniu FK506, inhibitorem kalcyneuryny (Fig. S4A).

Gdt1p moduluje całkowitą zawartość wapnia w PMR1mutant

Aby ocenić wpływ Gdt1p na całkowitą zawartość Ca 2+, zastosowaliśmy atomową spektroskopię emisyjną z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ICP-AES) do pomiaru poziomów Ca 2+ w WT i czterech mutantach, których użyliśmy w teście opartym na ekworynie. Jak pokazano na rys. 2C, nie było znaczącej różnicy w zawartości Ca 2+ między WT a gdt1Δ, natomiast zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami 21 , zawartość Ca 2+ w całej komórce PMR1Szczep Δ był znacząco wyższy niż w WT (10,6 w porównaniu z 6,2 mmol/kg suchej masy w komórkach WT, p < 0,05). W PMR1mutant, następuje wyczerpanie Ca 2+ szlaku wydzielniczego i jest kompensowane przez wejście wapnia do komórki. W rezultacie [Ca 2+ ]cyt zwiększa się, powodując aktywację szlaku sygnałowego kalcyneuryny, prowadząc do nadekspresji Pmc1p, a tym samym większej sekwestracji Ca2+ do wakuoli 22 . Co ciekawe, jak pokazano na rys. 2C, komórkowe stężenie Ca 2+ w PMR1Δ mutant był zależny od GDT1 wyrażenie, wykazujące spadek do 8,5 mmol/kg suchej masy, gdy GDT1 została usunięta, a wzrost do 13,2 mmol/kg suchej masy w przypadku nadmiernej produkcji Gdt1p. Wyniki te pokazują, że Gdt1p kontroluje zapasy Ca2+ w drożdżach. Ponieważ wakuola drożdżowa akumuluje ponad 95% całkowitego komórkowego Ca 2+ 23 , obserwowane różnice odzwierciedlają głównie modyfikacje bazy wakuoli i zmiany obserwowane w zawartości komórkowego Ca 2+ w PMR1Δ mutanty wyrażające różne poziomy GDT1 może wyjaśniać reakcje Ca 2+ na wstrząs osmotyczny w wyniku modyfikacji ilości Ca 2+ uwalnianego przez wakuolowy kanał wapniowy Yvc1p.

Gdt1p jest wymagany do glikozylacji białek u drożdży

Utrzymanie odpowiedniego stężenia Ca2+ w świetle światła jest niezbędne dla aktywności wielu enzymów rezydujących w ER i Golgiego, zaangażowanych w transport przez błonę oraz fałdowanie i glikozylację białek8,9. W tym badaniu zbadaliśmy, czy Gdt1p jest wymagany do prawidłowej glikozylacji wakuolowej karboksypeptydazy Y (CPY)24 i glukanozylotransferazy Gas1p25,26. Dojrzewanie CPY, które obejmuje glikozylację związaną z N, jest często wykorzystywane do badania wydajności szlaku sekrecyjnego. Podczas translokacji przez aparat ER i Golgiego CPY ulega glikozylacji w czterech miejscach, przy czym każdy glikan stanowi około 2,5 kDa. Następnie prekursor glikozylowany jest dostarczany do wakuoli i segment propeptydu jest proteolitycznie usuwany, wytwarzając dojrzałą glikozylowaną postać 61 kDa. Gas1p jest również często stosowany w badaniach nad glikozylacją27 i podlega zarówno N-połączonej, jak i O-glikozylacji. Prekursor o masie 105 kDa jest generowany w ER, a następnie jest przetwarzany w aparacie Golgiego do dojrzałej postaci glikozylowanej o masie 125 kDa. N-deglikozylacja skutkuje białkiem 95 kDa i całkowitą deglikozylacją w białku 58 kDa.

Aby ocenić udział Gdt1p w glikozylacji białek, zastosowaliśmy Western blot do zbadania glikozylacji CPY i Gas1p w WT i mutantów usuniętych dla GDT1 i/lub PMR1 hodowane w samej pożywce YD lub w pożywce YD zawierającej 500 mM Ca2+. Jak pokazano na rys. 3A, zarówno CPY, jak i Gas1p w lizatach PMR1Δ mutant rosnący na podłożu YD migrował szybciej na żelach SDS (ścieżka 3) niż w lizatach WT (ścieżka 1), ale ta różnica nie była widoczna, gdy CaCl2 dodano do pożywki wzrostowej (ścieżka 11) (fig. 3B). Jest to zgodne z wcześniejszymi badaniami dotyczącymi CPY donoszącymi, że różnica wielkości wynika z defektu glikozylacji w aparacie Golgiego 8 i że dodanie Ca 2+ zostało ominięte. PMR1Δ defekty glikozylacji 28 . Co ciekawe, jak pokazano na ryc. 3A, B, zaobserwowano przeciwny fenotyp dla gdt1Δ mutanty, jako strata GDT1 nie zaburzało dojrzewania CPY i Gas1p w pożywce YD (ścieżka 2), ale miało to miejsce w pożywce YD z dodatkiem Ca2+ (ścieżka 10). Jest prawdopodobne, że te mniejsze dojrzałe formy odzwierciedlają defekty glikozylacji prawdopodobnie wynikające z rozregulowania stężenia Ca 2+ w aparatach Golgiego spowodowanego GDT1 delecja i wysokie zewnętrzne stężenie Ca 2+. Jak pokazano na rys. 3C, to przesunięcie ruchliwości było już widoczne w gdt1Δ komórki rosły w obecności mniejszych stężeń Ca 2+ (50 mM) i wydawały się wzrastać, gdy stężenie Ca 2+ wzrastało. Różnice wielkości zaobserwowane dla podwójnego deletanta gdt1Δ/pmr1Δ powstają z upośledzonej glikozylacji w pożywce YD z powodu braku PMR1 (ścieżka 4) oraz w pożywce zawierającej Ca 2+ ze względu na brak GDT1 (pas 12). Zauważ, że dojrzała forma Gas1p w gdt1Δ/pmr1Mutant Δ jest jeszcze mniejszy (ścieżka 12), co sugeruje, że zarówno N-, jak i O- glikozylacja są upośledzone.

Glikozylacja CPY i Gas1p jest zaburzona w gdt1mutant w obecności 500 mM zewnętrznego Ca 2+ .

Całkowite ekstrakty białek błonowych wskazanych szczepów przygotowano z kultur hodowanych do OD600 1,2 w YD medium (YD) sam (A) lub uzupełniony 500 mM CaCl2 (Ca 2+) (B), zwiększając stężenia Ca 2+ (C), 500 μM MnCl2 (Mn 2+ ) (D) lub oba 500 mM CaCl2 oraz 500 μM MnCl2 (Ca 2+ Mn 2+ ) (MI). Tam, gdzie wskazano, białka trawiono endoglikozydazą H (0,5 U/ml). Poziomy CPY i Gas1p analizowano następnie przez SDS-PAGE, a następnie analizę Western blot przy użyciu swoistych przeciwciał. Różne formy są oznaczone strzałkami. Wszystkie wyświetlane wyniki są reprezentatywne dla wyników obserwowanych w co najmniej trzech powtórzeniach.

Aby przeanalizować, czy te przesunięcia ruchliwości były spowodowane zmianami w N-glikozylacji, białka traktowano endoglikozydazą H (Endo H) przed Western blot. Jak pokazano na Ryc. 3A, B, enzymatyczne usuwanie N-glikanów z CPY doprowadziło do jednego unikalnego produktu o mniejszej wielkości we wszystkich czterech szczepach zarówno na pożywce YD (ścieżki 5-8), jak i pożywce YD z dodatkiem Ca 2+ (ścieżki 13-). 16). Wyniki te potwierdzają, że N-glikozylacja CPY była zaburzona w PMR1Δ hodować na pożywce YD i podkreślać wymaganie Gdt1p, aby N-glikozylacja zaszła w obecności wysokiej zawartości wapnia. Jak pokazano na rys. 3A,B, nieco inne wyniki uzyskano dla Gas1p, który po potraktowaniu Endo H wykazał wyższą mobilność w PMR1Δ mutant niż w WT i gdt1mutant w pożywce YD (ścieżka 7) oraz w gdt1mutant Δ niż w pozostałych dwóch szczepach w pożywce YD uzupełnionej Ca 2+ (ścieżka 14). Należy zauważyć, że w zależności od podłoża wzrostowego, po trawieniu Endo H, gdt1Δ/pmr1Δ szczep wykazał fenotyp porównywalny do PMR1Δ odkształcenie (linia 8) lub gdt1Δ odkształcenie (linia 16). Ponieważ Gas1p jest poddawany zarówno N-połączonej, jak i O-glikozylacji25, a Endo H rozszczepia wyłącznie N-glikany, proponujemy, aby te zmiany w ruchliwości Gas1p odzwierciedlały upośledzoną O-glikozylację. Rola Pmr1p w O-glikozylacji była już znana 9 , ale nowym obserwacją jest udział Gdt1p w O-glikozylacji w obecności Ca 2+.

Zatem nasze wyniki pokazują, po raz pierwszy, że Gdt1p jest wymagany zarówno do glikozylacji białek z wiązaniem N, jak i O przy wysokim zewnętrznym stężeniu wapnia i są zgodne z faktem, że mutacja w ludzkim ortologu, TMEM165, jest powiązana z choroba genetyczna (wrodzone zaburzenia glikozylacji), która jest spowodowana defektami glikozylacji 16 .

Mn 2+ odbudowuje defekt glikozylacji obserwowany w gdt1mutant

Mn2+ jest ważnym kationem wymaganym jako kofaktor dla wielu glikozylotransferaz i glikozydaz biorących udział w glikozylacji29,30. Przeanalizowaliśmy wzór glikozylacji CPY i Gas1p w obecności 500 μM Mn 2+ samego (Mn 2+ ) lub w połączeniu z 500 mM Ca 2+ (Ca 2+ Mn 2+ ). Podobny profil glikozylacji do stwierdzonego w komórkach hodowanych w pożywce YD zaobserwowano dla CPY i Gas1p w obecności Mn2+ (Fig. 3D). Dodatek Mn 2+ w pożywce wzrostowej nie wpłynął na glikozylację w typie dzikim (ścieżka 17) i gdt1Δ szczep (ścieżka 18) i nie przywrócił defektów glikozylacji związanej z N i O w PMR1Δ (linia 19) i gdt1Δ/pmr1Δ (ścieżka 20), ponieważ nadal można było zaobserwować zmiany w mobilności.Należy zauważyć, że przesunięcie ruchliwości obserwowane dla CPY wydaje się mniej istotne w obecności Mn2+ w porównaniu z YD, co sugeruje możliwe częściowe przywrócenie N-glikozylacji. Uderzająco nie zaobserwowano defektu glikozylacji w podłożu Ca 2+ Mn 2+ (ryc. 3E), podkreślając, że dodanie Mn 2+ do podłoża zawierającego Ca 2+ przywraca defekty glikozylacji gdt1Δ (pas 26) i gdt1Δ/pmr1Δ (linia 28) szczepy. Co ciekawe, nie zaobserwowano przesunięcia ruchliwości po usunięciu N-glikanów przez traktowanie Endo H (ścieżki 29–32), co potwierdza, że ​​dodanie Mn 2+ do podłoża zawierającego Ca 2+ przywraca szlaki N- i O-glikozylacji dla Gas1p w gdt1Δ mutanty.


Abstrakcyjny

Po raz pierwszy zastosowano dodecylosiarczan wapnia (CDS) zarówno jako anionowy środek powierzchniowo czynny, jak i jako źródło jonów mineralnych w procesie strącania węglanu wapnia (CaCO3). Prosta reakcja wzbogaconych jonów Ca 2+ na tzw. interfejsach organiczno-nieorganicznych z wolno barbotowanym CO2 W wyniku gazu uzyskano metastabilny polimorf waterytu o różnej strukturze. W zależności od stężenia otrzymano, odpowiednio, monokrystaliczny wateryt płytek heksagonalnych, struktury soczewkowate o symetrii heksagonalnej, nadbudowy w kształcie oliwki i te z wklęsłymi na każdym wierzchołku oliwek oraz inny metastabilny polimorf aragonitu stosunek CDS do n-pentanol. Synergiczny efekt CDS i nUważa się, że -pentanol odgrywa kluczową rolę w kierowaniu zorientowaną agregacją metastabilnych nanocząstek. Jednocześnie zaobserwowano nowatorską przemianę fazową waterytu w aragonit, sugerującą możliwy mechanizm powstawania aragonitu w temperaturze pokojowej i przy braku jonów magnezu.

Autor do korespondencji. Telefon: +86-531-88361387. Faks: +86-531-88564750. E-mail: [email protected]

Kluczowe Laboratorium Chemii Koloidów i Interfejsów Ministerstwa Edukacji.


4 Proteoliza i proteasom 26S

Oprócz biosyntezy białek, degradacja białek jest kluczowym krokiem regulacyjnym w fizjologii roślin. W szczególności układ ubikwityna-proteasom odgrywa kluczową rolę w różnych aspektach sygnalizacji roślin (Sadanandom i inni., 2012). W przeciwieństwie do innych organizmów eukariotycznych, genomy roślin charakteryzują się ogromną ilością genów kodujących enzymy mobilizujące ubikwitynę, co dodatkowo podkreśla znaczenie tego szlaku w życiu roślin.

Gen czynnika transkrypcyjnego reagujący na patogen SlNAC1 koduje związany ze stresem czynnik transkrypcyjny NAC pomidora. Wyniki eksperymentów z inhibitorami farmakologicznymi sugerują, że: SlNAC1 podlega konstytutywnej poliubikwitynacji i obrotom zależnym od proteasomów. Analizy delecji zidentyfikowały konkretny region (degron) w białku, który jest niezbędny do degradacji SlNAC1. Zależny od proteasomów obrót regulatorów transkrypcji wydaje się zatem być niezbędny do dostrojenia odpowiedzi roślin na sygnały stresu biotycznego (Huang i inni., 2013). Do podobnych wniosków doszli Yu i współpracownicy, którzy odkryli, że ligaza ubikwityny E3 EIRP1 z chińskiej dzikiej winorośli Vitis rzekoma siateczka pozytywnie reguluje odporność roślin poprzez promowanie opartej na proteasomach degradacji negatywnie działającego regulatora transkrypcji VpWRKY11 (Yu i inni., 2013 ).

Wydaje się, że aktywność proteolityczna również odgrywa rolę w wywoływanej przez patogeny śmierci komórek roślinnych. Śmierć komórek gospodarza związana z HR jest istotnym elementem wielu typów r oporność na patogeny za pośrednictwem genów (ETI). Profilowanie aktywności hydrolazy oparte na aktywności wykazało, że zmiany w aktywności proteaz cysteinowych podobnych do papainy i hydrolaz serynowych poprzedzają takie załamanie tkanki nadwrażliwej wywołane przez Avr4/Cf-4 w sadzonkach pomidorów (Sueldo i inni., 2014 ).

Dowody genetyczne oparte na wyciszaniu genów na podstawie wirusów w Nicotiana benthamiana sugeruje, że kilka składników kompleksu ligazy ubikwityny SKP1/Cullin/F-box E3 jest zaangażowanych w Agrobacterium tumefacienspośredniczona transformacja roślin. Czynniki te prawdopodobnie celują w białka związane z kompleksem T w celu poliubikwitynacji i późniejszej degradacji przez proteasom 26S (Anand i inni., 2012). Wydaje się jednak, że chociaż proteoliza jest ważna dla udanej transformacji roślin, domniemany Agrobacterium białko wirulencji podobne do aktywatora transkrypcji VirD5 zapobiega (zbyt) szybkiej degradacji białek otoczki kompleksu T przez układ ubikwityna-proteasom gospodarza (Wang i inni., 2014 ).

Aktywność proteolityczna jest kluczowa nie tylko w interakcjach roślina–drobnoustroje, ale także w symbiozach korzeni angażujących ryzobakterie czy grzyby mikoryzowe. Na przykład podstawczaki ektomikoryzowe Paxillus involutus wydziela szereg peptydaz i wykazuje transkrypcyjną regulację w górę odpowiednich genów podczas oddziaływań symbiotycznych. Geny peptydazy są współregulowane z genami kodującymi transportery i inne enzymy zaangażowane w asymilację i metabolizm aminokwasów/peptydów, co sugeruje, że mobilizacja azotu organicznego jest kluczowym wydarzeniem w symbiozie ektomikoryzowej (Szach w persji i inni., 2013). Aktywność proteazy gospodarza jest również zaangażowana w proces starzenia się guzków korzeniowych w M. truncatula. Geny proteazy cysteinowej MtCP6 oraz MtVPE wykazują zwiększone poziomy transkrypcji podczas starzenia się guzka. Ponadto modulacja ekspresji genów proteinazy wpływa na proces starzenia (Pierre i inni., 2014 ).


Przetrwalniki bakteryjne (Struktura, charakterystyka, znaczenie, tworzenie i kiełkowanie endospor bakteryjnych)

Endospory bakteryjne są wyjątkowe trudny, uśpiony oraz odporny zarodniki produkowane przez niektórych Bakterie Gram-dodatnie rodziny Firmicute w niesprzyjających warunkach środowiskowych. Endospory rozwijają się w komórkach wegetatywnych (stąd nazwa endo = inside). Pomagają bakteriom przetrwać niekorzystne warunki środowiskowe.

Innym ważnym czynnikiem jest to, że endospory mogą być łatwo przenoszone przez wiatr, wodę i przez jelita zwierząt. Bakcyl oraz Clostridium są najczęściej badanymi rodzajami bakterii tworzących endospory. Bacillus wchodzi w cykl tworzenia przetrwalników, gdy źródło węgla lub azotu w pożywce jest ograniczone.

John Tyndal (źródło cc wikipedia)

Kto odkrył endospory?

Endospory zostały odkryte przez John Tyndall, fizyk z XIX wieku. Odkrył endospory jako odporne na ciepło zarodniki bakterii, które przetrwały nawet po 100oC. Odkrył również prosty, opłacalny proces zabijania przetrwalników bakteryjnych zwany Tyndalizacja.

Jakie są cechy endospor?

Przetrwalniki są strukturalnie, metabolicznie i funkcjonalnie bardzo różne od bakteryjnych komórek wegetatywnych. Poniżej podano główne cechy endospor bakteryjnych:

Ø Endospory są wyjątkowo odporne na stresujące warunki środowiskowe, takie jak ciepło, promieniowanie ultrafioletowe, promieniowanie gamma, chemiczne środki dezynfekujące i wysuszanie.

Ø Większość endospor jest żywotna przez wiele lat, nawet przez 10 000 lat lub dłużej.

Ø Ze względu na tę długą żywotność i przystosowanie do warunków stresowych, większość bakterii produkujących przetrwalniki to znane patogeny.

Ø Przecieranie alkoholem lub nadtlenkiem wodoru lub gotowanie w 100 o C nie zabije przetrwalników bakteryjnych.

Ø Jednak endospory mogą zostać zabite przez autoklawowanie (w 121 o C).

Ø Endospory można wizualizować pod mikroskopem świetlnym i elektronowym.

Ø Endospory będą NIE weź zwykłe barwniki bakteryjne, takie jak safranina stosowana do barwienia metodą Grama.

Ø Do barwienia endospor wymagane są specjalne plamy i specjalne techniki barwienia.

Ø Klasycznie stosowany barwnik do wizualizacji przetrwalników to Malachitowa zieleń a procedura barwienia jest znana jako Schaeffer-Fulton Barwiący.

Ø Komórka macierzysta produkująca endospory nazywa się zarodniami.

Ø Sporangium wykazuje wyraźne różnice w porównaniu z innymi komórkami wegetatywnymi.

Ø Te cechy są wykorzystywane do celów identyfikacji w taksonomii bakterii.

Ø Położenie endospory w komórce macierzystej zarodnika również jest różne.

Ø W oparciu o położenie zarodników, zarodniki/zarodniki mogą być zarodnikami centralnymi, zarodnikami dolnymi, zarodnikami końcowymi lub zarodnikami końcowymi z nabrzmiałymi zarodnikami.

Ø Zarówno bakterie tlenowe, jak i beztlenowe (typu Gram-dodatniego) mogą wytwarzać endospory.

Ø Żadne archebakterie nie są znane z wytwarzania endospor.

Bakcyl: komórki wegetatywne (różowe) i endospory (zielone) ( Źródło obrazu CC Wikipedia)

Jaka jest struktura endospor?

Ø Struktura endospor jest bardzo złożona, ponieważ posiadają wielowarstwowe powłoki.

Ø Najbardziej zewnętrzna warstwa zarodnika nazywa się egzosporium który jest stosunkowo cienki i delikatny.

Ø Pod egzosporium znajduje się a Płaszcz zarodników składa się z kilku warstw białek.

Ø Powłoka zarodników jest stosunkowo gruba.

Ø Grubość powłoki zarodników jest jednym z powodów wysokiej odporności endospor na ciepło, promieniowanie i chemikalia.

Ø Wewnętrzna do płaszcza zarodników jest Kora.

Ø Cortex to grubsza warstwa ściany w endosporach.

Ø Kora jest bardzo duża i czasami zajmuje nawet połowę objętości zarodników.

Ø Kora składa się z peptydoglikanu

Ø Peptydoglikan w korze jest mniej usieciowany niż w komórkach wegetatywnych.

Ø Najbardziej wewnętrzna warstwa zarodnika nazywana jest ścianą komórek zarodników lub Ściana komórkowa rdzenia.

Ø Ściana komórkowa zarodników pokrywa centralny protoplast lub rdzeń endospory.

Ø Rdzeń endospory ma normalną strukturę komórkową, taką jak komórka wegetatywna.

Ø Rdzeń zawiera rybosomy i centralnie umieszczony nukleoid (materiał genetyczny).

Ø W przeciwieństwie do komórek wegetatywnych, rdzeń protoplastu jest nieaktywny metabolicznie.

Ø Rdzeń zawiera tylko około 10 – 25% wody normalnej komórki wegetatywnej.

Dlaczego endospory bakterii są wyjątkowo odporne na temperaturę, promieniowanie i chemikalia?

Dokładny powód wysokiej odporności przetrwalników na ekstremalne temperatury, promieniowanie i chemikalia jest nadal nieznany. Obecnie w społeczności naukowej przeważa kilka wyjaśnień, aby to wyjaśnić. Niektóre z możliwych wyjaśnień podano poniżej:

Ø Endospory zawierają dużą ilość kwas dipikolinowy w jego rdzeniu (protoplast).

Ø W niektórych endosporach około 15% całkowitej suchej masy zarodników przypada na kwas dipikolinowy.

Ø Kwas dipikolinowy w endosporach bakteryjnych nie występuje w stanie wolnym, raczej tworzy kompleks z jony wapnia (Ca 2+ ).

Ø Przez długi czas uważano, że wysokie stężenie kwasu dipikolinowego zapewnia odporność cieplną na przetrwalniki.

Ø Ten pogląd jest obecnie kwestionowany, ponieważ wyizolowano mutanty pozbawione kwasu dipikolinowego z odpornością na ciepło, co sugeruje udział innych mechanizmów.

Ø Wysokie stężenie jonów wapnia może nadawać odporność na mokre ciepło i środki utleniające.

Ø Kwas dipikolinowy wapnia może stabilizować materiał genetyczny endospor.

Ø Duże ilości Białka wiążące DNA rozpuszczalne w małych kwasach (SASP) występują w rdzeniu przetrwalników.

Ø Białka te mogą wiązać się z DNA endospor i mogą chronić DNA przed ciepłem, promieniowaniem i chemikaliami.

Ø Wiązanie SASP z DNA zmienia strukturę molekularną DNA z jego normalnej formy B na formę A.

Ø A-DNA jest bardziej zwarty niż B-DNA, a zatem A-DNA może mieć wyższą odporność na tworzenie dimerów pirymidynowych przez promieniowanie UV.

Ø A-DNA jest również stosunkowo bardziej odporny na denaturujące działanie suchego ciepła.

Ø SASP mogą również działać jako źródło węgla i azotu dla nowo utworzonej komórki wegetatywnej podczas kiełkowania przetrwalników.

Ø Kora endospory może usuwać wodę z rdzenia osmotycznie (powodować odwodnienie).

Ø Odwodnienie może zapewnić odporność na ciepło komórek bakteryjnych.

Ø Gruba powłoka zarodników może również działać jako nieprzepuszczalna bariera dla substancji chemicznych, takich jak nadtlenki wodoru.

Ø Powłoka zarodników może również ograniczać wnikanie wielu enzymów hydrolizujących do rdzenia.

Ø Endospory bakteryjne zawierają również dużą ilość enzymów naprawczych DNA.

Ø Te enzymy naprawcze mogą szybko leczyć wszystkie rodzaje uszkodzeń DNA powstałych w DNA, gdy zarodniki są wystawione na trudne warunki środowiskowe.

Zatem na ciepło, promieniowanie i odporność chemiczną endospor może mieć wpływ kilka czynników, takich jak gruba ściana zarodników, wysokie stężenie kwasu dipikolinowego wapnia, obecność rozpuszczalnych w kwasach białek chroniących DNA, odwodnienie protoplastów oraz obecność szybkich i skutecznych mechanizmów naprawy DNA .

Jak powstają endospory w bakteriach?

Proces powstawania przetrwalników nazywa się zarodnikami lub zarodnikami. Zarodnikowanie zwykle występuje, gdy komórki bakteryjne stają w obliczu niedoboru składników odżywczych. Rdzeń endospory staje się coraz bardziej odwodniony podczas procesu sporulacji. Powstawanie przetrwalników jest procesem złożonym i odbywa się w siedmiu etapach, nazwanych od Stanu – I (S-I) do Etapu – VII (S-VII).

Ø S-I: Tworzenie włókna osiowego: Materiał genetyczny komórki bakteryjnej jest zorientowany dokładnie w płaszczyźnie środkowej komórki bakteryjnej.

Ø S-II: Formacja Septa: Inwazja błony komórkowej wrasta do światła komórki i tworzy przegrodę zwaną przegrodą forespore. Powstanie przegrody powoduje oddzielenie niewielkiej części DNA od reszty materiału genetycznego.

Ø S-III: Pochłanianie Forespore: Błona komórki macierzystej nadal rośnie i całkowicie pochłania nowo powstałe niedojrzałe zarodniki. W ten sposób, wraz z pochłonięciem, zarodnik jest teraz pokryty dwiema błonami plazmatycznymi i przestrzenią międzybłonową.

Ø S-IV: Tworzenie Kory: Tworzenie kory rozpoczyna się między przestrzenią międzybłonową dwóch błon. Duże ilości wapnia i kwasu dipikolinowego również gromadzą się w IV etapie.

Ø S-V: Tworzenie płaszcza białkowego: Płaszcz białkowy kładzie się na korze nowo utworzonej zarodnika.

Ø S-VI: Dojrzewanie zarodników: Rdzeń staje się coraz bardziej odwodniony, komórka staje się metabolicznie nieaktywna.

ØS-VII: Enzymatyczna destrukcja sporogonium (komórka macierzysta zarodników) i uwolnienie endospor.

Formacja endospor (źródło obrazu: cc Wikipedia)

Kiełkowanie endospor

Kiełkowanie zarodników oznacza dosłownie przekształcenie uśpionych endospor w metabolicznie aktywną komórkę wegetatywną. Kiełkowanie zarodników następuje w odpowiednich warunkach środowiskowych. Podobnie jak proces zarodnikowania, kiełkowanie przetrwalników jest również bardzo złożonym wydarzeniem.

Ø Proces kiełkowania endospor odbywa się w trzech etapach:

(1). Aktywacja

(2). Kiełkowanie

(3). Wyrostek

(1). Aktywacja

Ø Aktywacja endospory jest wstępnym żądaniem jej kiełkowania.

Ø Zarodniki, które nie są aktywowane, nie wykiełkują, nawet jeśli zostaną umieszczone na pożywce bogatej w składniki odżywcze.

Ø Aktywacja przygotowuje endosporę do kiełkowania (drugi krok).

Ø Aktywacja endospor jest procesem odwracalnym.

Ø Jeśli warunki środowiskowe nie są sprzyjające, aktywowany zarodnik może wrócić do swojego spoczynkowego, nieaktywnego etapu.

Ø Aktywacja endospor może być sztucznie wywołana szokiem cieplnym.

(2). Kiełkowanie

Ø Kiełkowanie to przerwanie fazy uśpienia zarodników.

Ø Kiełkowanie zarodników charakteryzuje się następującymi zdarzeniami:

$ Pęknięcie płaszcza zarodników

$ Utrata odporności na ciepło lub promieniowanie

$ Uwolnienie składników zarodników

$ Szybki wzrost kwasowości metabolicznej zarodników

Ø Kiełkowanie endospor jest procesem nieodwracalnym.

Ø Jeśli zarodnik wyczuje niekorzystne warunki po wykiełkowaniu, nie może powrócić do stanu spoczynku, raczej ginie.

Ø Kiełkowanie zarodników można wywołać poprzez wystawienie aktywowanych przetrwalników na działanie składników odżywczych, takich jak cukry lub aminokwasy.

(3). Wyrostek

Ø Jest to trzeci etap kiełkowania przetrwalników.

Ø Zarodniki całkowicie wyłaniają się z płaszcza zarodników.

Ø Protoplast zarodnika całkowicie wystawiony na zewnętrzne otoczenie.

Ø Rozwijają się w aktywną komórkę wegetatywną.

Przykłady bakterii wytwarzających endospory:

Bakterie tlenowe wytwarzające endospory: Bacillus subtilis, B. megaterium, B. anthracis (powodują wągliki).

Bakterie beztlenowe wytwarzające endospory: Clostridium perfringes, C. tetani (powoduje tężec) C. botulinum (powoduje zatrucie jadem kiełbasianym)

Pytania kontrolne:

(1). Czym są endospory?
(2). Opisz strukturę endospory bakteryjnej za pomocą oznaczonego diagramu.
(3). Jakie są główne cechy endospor?
(4). Czym endospory bakteryjne różnią się od komórek wegetatywnych?
(5). Opisać proces powstawania przetrwalników u bakterii.
(6). Opisać proces kiełkowania endospor u bakterii.
(7). Jakie jest biologiczne i patologiczne znaczenie endospor?
(8). Jakie są mechanizmy, dzięki którym endospory uzyskują odporność na ciepło, promieniowanie i chemikalia?
(9). Co rozumie się przez zarodnikowanie/sporogenezę?
(10). Wymień warstwy ściany zarodników z ich prawidłową kolejnością.
(11). Zdefiniuj egzosporium
(12). Jakie znaczenie ma kwas dipikolinowy w endosporach bakteryjnych?
(13). Podaj dowolne dwa przykłady bakterii tlenowych tworzących przetrwalniki
(14). Podaj dowolne dwa przykłady bakterii beztlenowych tworzących przetrwalniki
(15). Czym są SASP? Jakie jest jego znaczenie w endosporze bakteryjnej?


Badania nad transformacją Escherichia coli plazmidami

Oceniono czynniki wpływające na prawdopodobieństwo transformacji genetycznej Escherichia coli przez plazmidy. Opisano zestaw warunków, w których około jedna na 400 cząsteczek plazmidu wytwarza transformowaną komórkę. Warunki te obejmują wzrost komórek w pożywce zawierającej podwyższone poziomy Mg2+ i inkubację komórek w temperaturze 0°C w roztworze Mn2+, Ca2+, Rb+ lub K+, dimetylosulfotlenku, ditiotreitolu i heksaminy kobaltu (III). Wydajność transformacji spada liniowo wraz ze wzrostem wielkości plazmidu. Zrelaksowane i superskręcone plazmidy transformują się z podobnym prawdopodobieństwem. Nietransformujące DNA konkurują zgodnie z masą.Nie obserwuje się znaczących różnic między konkurującymi DNA o różnym źródle, złożoności, długości lub formie. Współzawodnictwo zarówno z plazmidami transformującymi, jak i nietransformującymi wskazuje, że każda komórka jest zdolna do przyjmowania wielu cząsteczek DNA i że obecność wielu plazmidów nie ułatwia ani nie utrudnia znacząco ustanowienia zdarzenia transformacji.


Jony wapnia i transformacja bakteryjna - Biologia

Wprowadzenie azotu do świata żywych jest trudne. Rośliny i fitoplankton nie są przystosowane do wprowadzania azotu z atmosfery (który występuje jako ściśle związany, potrójnie kowalencyjny N2), mimo że ta cząsteczka stanowi około 78 procent atmosfery. Azot wnika do świata żywego poprzez wolno żyjące i symbiotyczne bakterie, które włączają azot do swoich makrocząsteczek poprzez wiązanie azotu (konwersja N2). Sinice żyją w większości ekosystemów wodnych, w których obecne jest światło słoneczne, odgrywają kluczową rolę w wiązaniu azotu. Cyjanobakterie są w stanie wykorzystać nieorganiczne źródła azotu do “fix” azotu. ryzobium Bakterie żyją w symbiozie w brodawkach korzeniowych roślin strączkowych (takich jak groch, fasola i orzeszki ziemne), dostarczając im potrzebnego azotu organicznego. Wolno żyjące bakterie, takie jak Azotobacter, są również ważnymi utrwalaczami azotu.

Azot organiczny jest szczególnie ważny w badaniu dynamiki ekosystemu, ponieważ wiele procesów ekosystemowych, takich jak produkcja pierwotna i rozkład, jest ograniczanych dostępną podażą azotu. Azot, który dostaje się do żywych systemów przez wiązanie azotu, jest sukcesywnie przekształcany przez bakterie z azotu organicznego z powrotem w gazowy azot. Proces ten przebiega w trzech etapach w systemach naziemnych: amonifikacja, nitryfikacja i denitryfikacja. Po pierwsze, proces amonifikacji przekształca odpady azotowe z żywych zwierząt lub ze szczątków martwych zwierząt w amon (NH4 + ) przez niektóre bakterie i grzyby. Po drugie, amon jest przekształcany w azotyny (NO2 − ) przez bakterie nitryfikacyjne, takie jak Nitrosomony, poprzez nitryfikację. Następnie azotyny są przekształcane w azotany (NO3 − ) przez podobne organizmy. Po trzecie, zachodzi proces denitryfikacji, w którym bakterie, takie jak: Pseudomonas oraz Clostridium, przekształć azotany w gazowy azot, umożliwiając mu ponowne wejście do atmosfery.

Wiązanie azotu: Azot przedostaje się do świata żywych z atmosfery przez bakterie wiążące azot. Ten azot i odpady azotowe od zwierząt są następnie przetwarzane z powrotem na azot gazowy przez bakterie glebowe, które dostarczają również ziemskim sieciom pokarmowym niezbędny azot organiczny.

Działalność człowieka może uwalniać azot do środowiska na dwa podstawowe sposoby: spalanie paliw kopalnych, które uwalniają różne tlenki azotu, oraz stosowanie w rolnictwie nawozów sztucznych, które są następnie spłukiwane do jezior, strumieni i rzek przez spływ powierzchniowy. Azot atmosferyczny jest powiązany z kilkoma skutkami dla ekosystemów Ziemi, w tym z produkcją kwaśnych deszczy (jako kwas azotowy, HNO3) oraz gaz cieplarniany (jako podtlenek azotu, N2O), potencjalnie powodujące zmianę klimatu. Głównym skutkiem spływu nawozów jest eutrofizacja wód słonych i słodkich: proces, w którym spływ składników odżywczych powoduje nadmierny wzrost mikroorganizmów, zmniejszając poziom rozpuszczonego tlenu i zabijając faunę ekosystemu.

Podobny proces zachodzi w morskim cyklu azotowym, gdzie procesy amonifikacji, nitryfikacji i denitryfikacji dokonują bakterie morskie. Część tego azotu opada na dno oceanu jako osad, który następnie może zostać przeniesiony na ląd w czasie geologicznym przez wypiętrzenie powierzchni ziemi, włączając się w ziemskie skały. Chociaż ruch azotu ze skał bezpośrednio do żywych systemów był tradycyjnie postrzegany jako nieistotny w porównaniu z azotem związanym z atmosferą, niedawne badania wykazały, że proces ten może rzeczywiście być istotny i powinien zostać uwzględniony w każdym badaniu globalnego cyklu azotowego.


Bibliografia

Acheson A, Conover JC, Fandl JP, DeChiara TM, Russell M, Thadani A, Squinto SP, Yancopoulos GD, Lindsay RM (1995) Pętla autokrynna BDNF w dorosłych neuronach czuciowych zapobiega śmierci komórek. 450–453

Albert A i wsp. (2000) Rentgenowska struktura drożdży Hal2p, głównego celu toksyczności litu i sodu, oraz identyfikacja oddziaływań szkieletowych determinujących wrażliwość na kation. J Mol Biol 295(4):2. doi:10.1006/jmbi.1999.3408

Amerykańskie Towarzystwo Psychiatryczne (2002) Wytyczne praktyki dotyczące leczenia pacjentów z chorobą afektywną dwubiegunową (rewizja). Am J Psychiatr 159 (4 dodatki): 1

Anastas JN, Moon RT (2013) Ścieżki sygnałowe WNT jako cele terapeutyczne w raku. Nat Rev Cancer 13(1):11–26

Anke M, Arnhold W, Groppel B, Krause U (1991) Biologiczne znaczenie litu. Lit Biol Med 149–167

Aprahamian I, Santos FS, dos Santos B, Talib L, Diniz BS, Radanovic M, Gattaz WF, Forlenza OV (2014) Długotrwałe leczenie małymi dawkami litu nie zaburza czynności nerek u osób w podeszłym wieku: 2-letnia randomizacja , badanie kontrolowane placebo, po którym nastąpiło rozszerzenie z pojedynczą ślepą próbą. J Clin Psychiatr 75(7):672–678

Aral H, Vecchio-Sadus A (2008) Toksyczność litu dla ludzi i środowiska — przegląd literatury. Ekotoksykol Environ Saf 70,3:349–356

Ariño J, Ramos J, Sychrová H (2010) Transport kationów metali alkalicznych i homeostaza w drożdżach. Microbiol Mol Biol Rev 74(1):95–120

Asensio J, Ruiz-Argueso T, Rodriguez-Navarro A (1976) Wrażliwość drożdży na lit. Antonie Van Leeuwenhoek 42(1–2):1–8

Kessing LV, Gerds TA, Knudsen NN, Jørgensen LF, Kristiansen SM, Voutchkova D, Ernstsen V, Schullehner J, Hansen B, Andersen PK, Ersbøll AK (2017) Stowarzyszenie litu w wodzie pitnej z występowaniem demencji. JAMA Psychiatria 74(10):1005–1010

Avissar S, Murphy DL, Schreiber G (1991) Magnezowe odwrócenie hamowania litem sprzęgania receptorów β-adrenergicznych i muskarynowych z białkami G. Biochem Pharmacol 41(2):171–175

Ayotte JD, Gronberg JM, Apodaca LE (2011) Pierwiastki śladowe i radon w wodach gruntowych w Stanach Zjednoczonych, 1992-2003. Departament Spraw Wewnętrznych USA, US Geological Survey

Baastrup PC, Mogens S (1967) Lit jako środek profilaktyczny: jego wpływ na nawracające depresje i psychozę maniakalno-depresyjną. Arch Gen Psychiatr 16(2): 162-172

Bachmann RF, Wang Y, Yuan P, Zhou R, Li X, Alesci S, Jing D, Manji HK (2009) Częste skutki litu i walproinianu na funkcje mitochondrialne: ochrona przed uszkodzeniem mitochondriów wywołanym metamfetaminą. Int J Neuropsychopharmacol 12(6):805-822

Bauer M, Gitlin M (2016) Co to jest lit i jak działa? W: Podstawowy przewodnik po leczeniu litem. Springer International Publishing, s. 33-43

Beals CR, Sheridan CM, Turck CW, Gardner P, Crabtree GR (1997) Jądrowy eksport NF-ATc wzmocniony przez kinazę syntazy glikogenu-3. Nauka 275(5308):1930-1933

Berridge MJ (2016) Ścieżka sygnalizacyjna trifosforanu inozytolu / wapnia w zdrowiu i chorobie. Physiol Rev 96(4):1261-1296. https://doi.org/10.1152/physrev.00006.2016

Berridge MJ, Peter Downes C, Hanley MR (1989) Neurowe i rozwojowe działania litu: jednocząca hipoteza. Komórka 59(3):411–419

Berton O, McClung CA, DiLeone RJ, Krishnan V, Renthal W, Russo SJ, Graham D i in. (2006) Zasadnicza rola BDNF w mezolimbicznej ścieżce dopaminy w stresie związanym z porażką społeczną. Nauka 311(5762):864–868

Beurel E, Jope RS (2006) Paradoksalne pro- i antyapoptotyczne działania GSK3 w wewnętrznych i zewnętrznych szlakach sygnałowych apoptozy. Prog Neurobiol 79(4):173–189

Beurel E, Michalek SM, Jope RS (2010) Wrodzone i adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne regulowane przez kinazę syntazy glikogenu-3 (GSK3). Trendy Immunol 31(1):24–31

Beurel E, Grieco SF, Jope RS (2015) Kinaza syntazy glikogenu-3 (GSK3): regulacja, działania i choroby. Pharmacol Ther 148:114–131

Bijur GN, Jope RS (2003) Kinaza syntazy glikogenu 3β jest silnie aktywowana w jądrach i mitochondriach. NeuroRaport 14(18):2415-2419

Birch NJ (1974) Enzymy zależne od litu i magnezu. Lancet 304(7886):965–966

Blüml V, Regier MD, Hlavin G, Rockett IRH, König F, Vyssoki B, Bschor T, Kapusta ND (2013) Lit w publicznej sieci wodociągowej i śmiertelność samobójcza w Teksasie. J Psychiatr Res 47(3):407–411

Boku S, Nakagawa S, Masuda T, Nishikawa H, Kato A, Kitaichi Y, Inoue T, Koyama T (2009) Glukokortykoidy i lit wzajemnie regulują proliferację dorosłych komórek prekursorowych z zakrętu zębatego poprzez GSK-3β i β-kateninę /TCF. Neuropsychofarmakologia 34(3):805–815

Boudker O, Ryan RM, Yernool D, Shimamoto K, Gouaux E (2007) Sprzęganie substratu i wiązania jonów do zewnątrzkomórkowej bramy transportera asparaginianowego zależnego od sodu. Natura 445(7126):387–393

Bowdish KS, Yuan HE, Mitchell AP (1994) Analiza RIM11, drożdżowej kinazy białkowej, która fosforyluje aktywator mejotyczny IME1. Mol Komórkowy Biol 14(12)::1

Boyman L, Williams GS, Khananshvili D, Sekler I, Lederer WJ (2013) NCLX: mitochondrialny wymiennik wapnia sodu. J Mol Cell Cardiol 59:205-213

Briggs KT, Giulian GG, Li G, Kao JP, Marino JP (2016) Model molekularny bioaktywnej postaci litu. Biofizyka J 111(2):294-300

Bro C, Regenberg B, Lagniel G, Labarre J, Montero-Lomelí M, Nielsen J (2003) Odpowiedzi transkrypcyjne, proteomiczne i metaboliczne na lit w komórkach drożdży hodowanych w galaktozie. J Biol Chem 278(34):32141-32149

Bschor T (2014) Lit w leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych. Leki 74(8):855–862

Busch S, Burckhardt B-C, Siffert W (1995) Ekspresja ludzkiego wymieniacza sód/proton NHE-1 w oocytach Xenopus laevis zwiększa aktywność wymiany sód/proton i ustanawia przeciwtransport sód/lit. Archiwum Pflügersa 429(6):859–869

Cade JFJ (1949) Sole litu w leczeniu podniecenia psychotycznego. Med J Aust (1949)

Campbell M, Adams PB, Small AM, Kafantaris V, Silva RR, Shell J, Perry R, ​​Ogólnie JE (1995) Lit u hospitalizowanych agresywnych dzieci z zaburzeniami zachowania: badanie z podwójnie ślepą próbą i placebo. J Am Acad Child Adolesc Psychiatr 34(4):445–453

Canessa M, Adragna N, Solomon HS, Connolly TM, Tosteson DC (1980) Zwiększony przeciwtransport sodu i litu w krwinkach czerwonych pacjentów z nadciśnieniem pierwotnym. N Engl J Med 302(14):772–776

Cao Q, Xin L, Feng Y-J (2006) Kinaza syntazy glikogenu 3β pozytywnie reguluje proliferację ludzkich komórek raka jajnika. Komórka Res 16(7):671–677

Chuang D-M (2004) Neuroprotekcyjne i neurotroficzne działanie stabilizatora nastroju litu: czy można go stosować w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych? Crit Rev™ Neurobiol 16.1&2

Cinquin O, Demongeot J (2002) Pozytywne i negatywne informacje zwrotne: osiągnięcie równowagi między niezbędnymi antagonistami. J Teor Biol 216(2):229–241

Cipriani A, Hawton K, Stockton S, Geddes JR (2013) Lit w zapobieganiu samobójstwom w zaburzeniach nastroju: zaktualizowany przegląd systematyczny i metaanaliza. BMJ 346:f3646

Coghlan MP, Culbert AA, Cross DA, Corcoran SL, Yates JW, Pearce NJ, Rausch OL i in. (2000) Selektywne drobnocząsteczkowe inhibitory kinazy syntazy glikogenu-3 modulują metabolizm glikogenu i transkrypcję genów. Chem Biol 7(10):793-803

Cohen Y, Chetrit A, Sirota P, Modan B (1998) Zachorowalność na raka u pacjentów psychiatrycznych: wpływ leczenia węglanem litu. Med Oncol 15(1):32–36

Conover JC, Erickson JT, Katz DM, Bianchi LM, Poueymirou WT, McClain J, Pan L i in. (1995) „Niedobory neuronalne, nieobejmujące neuronów ruchowych, u myszy pozbawionych BDNF i/lub NT4. 235-238

Costabile V, Duraturo F, Delrio P, Rega D, Pace U, Liccardo R, Rossi GB, Genesio R, Nitsch L, Izzo P, De Rosa M (2015) Chlorek litu indukuje przejście odwrotne mezenchymalne do nabłonka w pierwotnym raku okrężnicy hodowle komórkowe. Int J Oncol 46(5):1913-1923

Craft M, Ismail IA, Krishnamurti D, Mathews J, Regan A, Seth RV, North PM (1987) Lit w leczeniu agresji u pacjentów upośledzonych umysłowo. Proces podwójnie ślepej próby. Brit J Psychiatr 150(5):685–689

Crossley NA, Bauer M (2007) Przyspieszenie i wzmocnienie leków przeciwdepresyjnych litem w zaburzeniach depresyjnych: dwie metaanalizy randomizowanych badań kontrolowanych placebo. J Clin Psychiatr 68(6):935–940

Csaky TZ (1961) Znaczenie jonów sodu w aktywnym transporcie jelitowym nieelektrolitów. Am J Physiol-Leg Treść 201(6):999–1001

Csutora P, Strassz A, Boldizsár F, Németh P, Sipos K, Aiello DP, Bedwell DM, Miseta A (2005) Hamowanie aktywności fosfoglukomutazy przez lit zmienia komórkową homeostazę wapnia i sygnalizację w Saccharomyces cerevisiae. Am J Physiol Cell Physiol 289(1):C58–C67

Cunha ABM, Frey BN, Andreazza AC, Goi JD, Rosa AR, Gonçalves CA, Santin A, Kapczinski F (2006) Czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego w surowicy jest zmniejszony w zaburzeniu afektywnym dwubiegunowym podczas epizodów depresyjnych i maniakalnych. Neurosci Lett 398(3):215–219

De Ferrari GV, Chacon MA, Barria MI, Garrido JL, Godoy JA, Olivares G, Reyes AE, Alvarez A, Bronfman M, Inestrosa NC (2003) Aktywacja sygnalizacji Wnt ratuje neurodegenerację i zaburzenia zachowania wywołane przez włókienka β-amyloidu. Mol Psychiatr 8(2):195–208

de Montigny C, Aghajanian GK (1978) Trójpierścieniowe leki przeciwdepresyjne: długotrwałe leczenie zwiększa odpowiedź neuronów przodomózgowia szczura na serotoninę. Nauka 202(4374):1303–1306

de Mota de Freitas D, Castro MMCA, Geraldes CF (2006) Czy konkurencja między Li+ i Mg2+ jest motywem leżącym u podstaw proponowanych mechanizmów farmakologicznego działania soli litu w chorobie afektywnej dwubiegunowej? Acc Chem Res 39(4):283–291

de Roos NM, de Vries JHM, Katan MB (2001) Lit w surowicy jako wskaźnik zgodności dla spożycia żywności i suplementów. Am J Clin Nutr 73(1):75–79

Dichtl B, Stevens A, Tollervey D (1997) Toksyczność litu u drożdży jest spowodowana hamowaniem enzymów przetwarzających RNA. EMBO J 16(23): 7184–7195. doi: 10.1093/emboj/16.23.7184

Doble BW, Patel S, Wood GA, Kockeritz LK, Woodgett JR (2007) Funkcjonalna redundancja GSK-3α i GSK-3β w sygnalizacji Wnt/β-katenina wykazana przy użyciu serii alleli embrionalnych linii komórek macierzystych. Komórka deweloperska 12(6):957–971

Donahoo WT, Bessesen DH, Higbee DR, Lei S, Grunwald GK, Higgins JA (2004) Stężenie litu w surowicy można wykorzystać do oceny przestrzegania diety u dorosłych. J Nutr 134(11):3133–3136

Donati RJ, Schappi J, Czysz AH, Jackson A, Rasenick MM (2015) Efekty różnicowe leków przeciwdepresyjnych escitalopram w porównaniu z litem na relokację błony Gs alfa. BMC Neurosci 16(1):40

Duffy DJ, Krstic A, Schwarzl T, Higgins DG, Kolch W (2014) Inhibitory GSK3 regulują poziomy mRNA MYCN i zmniejszają żywotność komórek nerwiaka niedojrzałego poprzez wiele mechanizmów, w tym sygnalizację p53 i Wnt. Mol Cancer Ther 13(2):454–467

Duffy DJ, Krstic A, Schwarzl T, Halasz M, Iljin K, Fey D, Haley B i in. (2016) Sygnalizacja Wnt jest dwukierunkową podatnością komórek rakowych. Oncotarget 7(37):60310–60331

Ferris JP (2005) Kataliza mineralna i synteza prebiotyków: katalizowane przez montmorylonit tworzenie RNA. Elementy 1(3):145–149

Fields BD, Olive KA (2006) Nukleosynteza Wielkiego Wybuchu. Nucl Phys A 777:208–225

Forlenza OV, de Jesus Rodrigues De Paula V, Diniz BS (2014) Neuroprotekcyjne działanie litu: implikacje dla leczenia choroby Alzheimera i powiązanych zaburzeń neurodegeneracyjnych. ACS Chem Neurosci (2014)

Fossel ET, Sarasua MM, Koehler KA (1985) Badanie NMR litu-7 interakcji jonów litu z błonami fosfatydylocholiny-fosfatydyloglicerolu. Obserwacja konkurencji jonów wapnia i magnezu. J Magn Reson 64(3):536–540

Freland L, Beaulieu J-M (2012) Hamowanie GSK3 przez lit, od pojedynczych cząsteczek do sieci sygnalizacyjnych. Przód Mol Neurosci 5

Fuster DG, Zhang J, Shi M, Alexandru Bobulescu I, Andersson S, Moe OW (2008) Charakterystyka wymiennika sodu/wodoru NHA2. J Am Soc Nephrol 19(8):1547–1556

Ghosh A, Carnahan J, Greenberg ME (1994) Wymóg dla BDNF w przeżyciu zależnym od aktywności neuronów korowych. Nauka 263(5153):1618–1623

Giotakos O, Nisianakis P, Tsouvelas G, Giakalou (2013) Lit w publicznym zaopatrzeniu w wodę i śmiertelność samobójcza w Grecji. Biol Trace Elem Res 156 (1–3): 376–379

Giotakos O, Tsouvelas G, Nisianakis P, Giakalou V, Lavdas A, Tsiamitas C, Panagiotis K, Kontaxakis V (2015) Negatywny związek między litem w wodzie pitnej a częstością zabójstw w Grecji. Biol Trace Elem Res 164(2):165–168

Goffeau A, Barrell BG, Bussey H, Davis RW i wsp. (1996) Życie z 6000 genami. Nauka 274(5287):546

Goldschmidt VM (1937) Zasady rozmieszczenia pierwiastków chemicznych w minerałach i skałach. Siódmy wykład Hugo Müllera, wygłoszony przed Towarzystwem Chemicznym 17 marca 1937 r. J Chem Soc (wznowienie) 655–673

Grimes CA, Jope RS (2001) Wieloaspektowe role kinazy 3β syntazy glikogenu w sygnalizacji komórkowej. Prog Neurobiol 65(4):391–426

Grunze H, Kasper S, Goodwin G, Bowden C, Moller Hj, WFSBP Task Force on Treatment Guidelines for Bipolar Disorders (2004) Wytyczne Światowej Federacji Stowarzyszeń Psychiatrii Biologicznej (WFSBP) dotyczące biologicznego leczenia zaburzeń afektywnych dwubiegunowych, część III: leczenie podtrzymujące. Świat J Biol Psychiatr 5(3):120–135

Haimovich A, Eliav U, Goldbourt A (2012) Wyznaczanie miejsca wiązania litu w monofosfatazie inozytolu, przypuszczalnym celu terapii litowej, metodą NMR z wirowaniem pod magicznym kątem w stanie stałym. J Am Chem Soc 134(12):5647-5651

Hallcher LM, Sherman WR (1980) Wpływ jonów litu i innych środków na aktywność mio-inozytolu-1-fosfatazy z mózgu bydła. J Biol Chem 255(22):10896-10901

Hammen C (2005) Stres i depresja. Annu Rev Clin Psychol 1:293–331

Harari F, Bottai M, Casimiro E, Palm B, Vahter M (2015) Narażenie na lit i cez poprzez wodę pitną i czynność tarczycy podczas ciąży: prospektywne badanie kohortowe. Tarczyca

Harari F, Langeén M, Casimiro E, Bottai M, Palm B, Nordqvist H, Vahter M (2015) Narażenie środowiskowe na lit podczas ciąży i wielkość płodu: badanie podłużne w argentyńskich Andach. Środowisko wewn. 77:48–54

Hardt SE, Sadoshima J (2002) Kinaza syntazy glikogenu-3β nowy regulator przerostu i rozwoju serca. Okr. Res 90(10):1055–1063

Harwood AJ (2005) Lit i dwubiegunowe zaburzenie nastroju: ponownie przyjęta hipoteza zubożenia inozytolu. 117–126

Hashimoto R i wsp. (2002) Lit indukuje czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego i aktywuje TrkB w neuronach kory mózgowej gryzoni: niezbędny krok w neuroprotekcji przed ekscytotoksycznością glutaminianu. Neurofarmakologia 43,7:1173–1179

Helbich M, Leitner M, Kapusta ND (2012) Badanie geoprzestrzenne litu w wodzie pitnej a śmiertelność samobójcza. Int J Health Geogr 11:19

Higgs PG, Lehman N (2015) Świat RNA: współpraca molekularna u początków życia. Nat Rev Genet 16(1):7–17

Hoeflich KP, Luo J, Rubie EA, Tsao MS, Jin O, Woodgett JR (2000) Wymóg dla kinazy syntazy glikogenu-3beta w przeżyciu komórek i aktywacji NF-kappaB. Natura 406:86–90

Huang R-Y, Hsieh K-P, Huang W-W, Yang Y-H (2016) Stosowanie litu i ryzyka raka u pacjentów z chorobą afektywną dwubiegunową: populacyjne badanie kohortowe. Brit J Psychiatr bjp-bp

Huey ED, Putnam KT, Grafman J (2006) Systematyczny przegląd deficytów neuroprzekaźników i leczenia demencji czołowo-skroniowej. Neurologia 66(1):17–22

Jones KR, Fariñas I, Backus C, Reichardt LF (1994) Ukierunkowane zakłócenie genu BDNF zaburza rozwój mózgu i neuronów czuciowych, ale nie rozwój neuronów ruchowych. Komórka 76 (6): 989–999

Jope RS (2003) Lithium i GSK-3: jeden inhibitor, dwa działania hamujące, wiele wyników. Trendy Pharmacol Sci 24(9):441–443

Joshi PC, Aldersley MF (2013) Znaczenie soli mineralnych w syntezie prebiotycznego RNA katalizowanej przez montmorylonit. J Mol Evol 76(6):371–379

Juhaszova M, Zorov DB, Kim S-H, Pepe S, Qin F, Fishbein KW, Ziman BD i in. (2004) Kinaza syntazy glikogenu-3β pośredniczy w konwergencji sygnalizacji ochronnej w celu zahamowania mitochondrialnej przepuszczalności porów przejściowych. J Clin Dochodzenie 113(11):1535–1549

Kaczmarek LK (2013) Luźne, śliskie i aktywowane sodem kanały potasowe. Neurologia ISRN (2013)

Kapusta ND, Mossaheb N, Etzersdorfer E, Hlavin G, Thau K, Willeit M, Praschak-Rieder N, Sonneck G, Leithner-Dziubas K (2011) Lit w wodzie pitnej i śmiertelność samobójcza. Brit J Psychiatr 198(5):346–350

Karege F, Perret G, Bondolfi G, Schwald M, Bertschy G, Aubry J-M (2002) Zmniejszone poziomy neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego w surowicy u pacjentów z ciężką depresją. Psychiatr Res 109(2):143–148

Klein PS, Melton DA (1996a) Molekularny mechanizm wpływu litu na rozwój. Proc Natl Acad Sci 93(16):8455–8459

Klein PS, Melton DA (1996) Molekularny mechanizm wpływu litu na rozwój. Proc Natl Acad Sci USA 93(16):8455–8459

Koishi R, Haoxing X, Ren D, Navarro B, Spiller BW, Shi Q, Clapham DE (2004) Nadrodzina kanałów sodowych bramkowanych napięciem u bakterii. J Biol Chem 279(10):9532-9538

Kotyńska J, Dobrzyńska I, Figaszewski ZA (2016) Asocjacja kationów metali alkalicznych z powierzchnią błony liposomalnej fosfatydylocholiny. Eur Biofizy J 1–7

Kramer PD (1993) Słuchanie Prozacu. Wiking, Nowy Jork

Krishnamurthy H, Piscitelli CL, Gouaux E (2009) Odblokowywanie tajemnic molekularnych transporterów sprzężonych z sodem. Natura 459(7245):347–355

Kruczek J, Chiu SW, Jakobsson E, Pandit SA (2017 r. Wpływ litu i innych jednowartościowych jonów na dwuwarstwę palmitoilooleoilofosfatydylocholiny. Langmuir

Kuo C-C, Hess P (1993) Charakterystyka miejsc wiązania Ca2+ o wysokim powinowactwie w porach kanału Ca2+ typu L w szczurzych komórkach pheochromocytoma. J Physiol 466:657

Leonard CJ, Aravind L, Koonin EV (1998) Nowe rodziny domniemanych kinaz białkowych u bakterii i archeonów: ewolucja „eukariotycznej” nadrodziny kinaz białkowych. Rozdz. genomu 8(10):1038–1047

Levine B, Klionsky DJ (2017) Autofagia zdobywa Nagrodę Nobla 2016 w dziedzinie fizjologii lub medycyny: przełom w rozwoju drożdży piekarskich w badaniach biomedycznych. Proc Natl Acad Sci 114(2):201–205

Lewis CA, Stevens CF (1983) Selektywność jonowa kanału receptora acetylocholiny: jony doświadczają środowiska wodnego. Proc Natl Acad Sci 80(19):6110–6113

Li H, Huang K, Liu X, Liu J, Lu X, Tao K, Wang G, Wang J (2014) Chlorek litu hamuje przeżycie i proliferację komórek raka jelita grubego poprzez szlak sygnałowy ROS/GSK-3β/NF-κB. Oxid Med Cell Longev

Lin MT, Flint Beal M (2006) Dysfunkcja mitochondriów i stres oksydacyjny w chorobach neurodegeneracyjnych. Natura 443(7113):787–795

Linding R, Jensen LJ, Ostheimer GJ, van Vugt MA, Jørgensen C, Miron IM, Diella F i in. (2007) Systematyczne odkrywanie sieci fosforylacji in vivo. Komórka 129(7):1415–1426

Lopez F, Leube M, Gil-Mascarell R, Navarro-Aviñó JP, Serrano R (1999) Drożdżowa monofosfataza inozytolu jest enzymem wrażliwym na lit i sód kodowanym przez nieistotną parę genów. Mol Microbiol 31(4):1255-1264

Lopez-Corcuera B, Gimenez C, Aragon C (1988) Zmiana składu lipidów błony synaptycznej i płynności przez przewlekłe podawanie litu. Biochim Biophys Acta (BBA)-Biomembr 939(3):467–475

MacAulay K, Doble BW, Patel S, Hansotia T, Sinclair EM, Drucker DJ, Nagy A, Woodgett JR (2007) Kinaza syntazy glikogenu 3alfa specyficzna regulacja metabolizmu glikogenu w mysiej wątrobie. Metab. 6:329–337

Machado-Vieira R, Andreazza AC, Viale CI, Zanatto V, Cereser V, da Silva R, Vargas FK et al (2007) Parametry stresu oksydacyjnego u nieleczonych i leczonych pacjentów z chorobą afektywną dwubiegunową podczas początkowego epizodu maniakalnego: możliwa rola działania antyoksydacyjnego litu. Neurosci Lett 421(1):33–36

Maeda Y (1970) Wpływ warunków jonowych na różnicowanie komórek i morfogenezę komórkowych śluzowców. Różnice w rozwoju deweloperów 12(3):217–227

Maeng Y-S, Lee R, Lee B, Choi S-l, Kim EK (2016) Lit hamuje limfangiogenezę i przerzuty guza poprzez hamowanie ekspresji TGFBIp w komórkach nowotworowych. Sci Rep 6

Mähler J, Persson I (2011) Badanie hydratacji jonów metali alkalicznych w roztworze wodnym. Inorg Chem 51(1): 425–438

Mai L, Jope RS, Li X (2002) Transdukcja sygnału za pośrednictwem BDNF jest modulowana przez GSK3β i środki stabilizujące nastrój. J Neurochem 82(1):75-83

Maity P, Saha B, Suresh Kumar G, Karmakar S (2016) Wiązanie jednowartościowych jonów metali alkalicznych z ujemnie naładowanymi błonami fosfolipidowymi. Biochim Biophys Acta (BBA)-Biomembr 1858(4):706–714

Malhi GS, Berk M (2012) Czy bezpieczeństwo litu nie jest już w równowadze? Lancet 379(9817):690–692

Malhi GS, Tanious M, Gershon S (2011) Litomierz: podejście zmierzone. Zaburzenie dwubiegunowe 13(3):219–226

Manji H, Kato T, Di Prospero NA, Ness S, Beal MF, Krams M, Chen G (2012) Upośledzona funkcja mitochondriów w zaburzeniach psychicznych. Nat Rev Neurosci 13(5):293-307

Martin PM, Stanley RE, Ross AP, Freitas AE, Moyer CE, Brumback AC, Iafrati J i in. (2016) DIXDC1 przyczynia się do podatności psychiatrycznej poprzez regulację gęstości kręgosłupa dendrytycznego i synaps glutaminergicznych poprzez sygnalizację GSK3 i Wnt/β-kateninę. Mol Psychiatr (2016)

Martinsson L, Westman J, Hällgren J, Ösby U, Backlund L (2016) Leczenie litem i zachorowalność na raka w chorobie afektywnej dwubiegunowej. Zaburzenie dwubiegunowe 18(1):33–40

Maslanski JA, Leshko L, Busa WB (1992) Wrażliwa na lit produkcja fosforanów inozytolu podczas indukcji mezodermy embrionalnej płazów. Nauka (Nowy Jork, NY) 256(5054):243-245

Masuda CA, Xavier MA, Mattos KA, Galina A, Montero-Lomelí M (2001a) Fosfoglukomutaza jest celem in vivo litu w drożdżach. J Biol Chem 276(41):37794-37801

Masuda CA, Xavier MA, Mattos KA, Galina A, Montero-Lomelí M (2001) Fosfoglukomutaza jest celem in vivo litu w drożdżach. J Biol Chem 276(41):37794-37801

Maurer IC, Schippel P, Volz H-P (2009) Wywołane litem wzmocnienie mitochondrialnej fosforylacji oksydacyjnej w ludzkiej tkance mózgowej. Zaburzenie dwubiegunowe 11(5):515-522

Mazor M, Kawano Y, Zhu H, Waxman J, Kypta RM (2004) Hamowanie kinazy syntazy glikogenu-3 hamuje aktywność receptora androgenowego i wzrost komórek raka prostaty. Onkogen 23(47):7882–7892

McKnight RF, Adida M, Budge K, Stockton S, Goodwin GM, Geddes JR (2012) Profil toksyczności litu: przegląd systematyczny i metaanaliza. Lancet 379(9817):721–728

McMillan CT, Avants BB, Cook P, Ungar L, Trojanowski JQ, Grossman M (2014) Moc biomarkerów neuroobrazowania w badaniach przesiewowych demencji czołowo-skroniowej. Mapa mózgu szumu 35(9):4827–4840

McQuillin A, Rizig M, Gurling H (2007) Badanie ekspresji genów na mikromacierzy w zakresie farmakologii molekularnej węglanu litu na mRNA mózgu myszy w celu zrozumienia neurobiologii stabilizacji nastroju i leczenia choroby afektywnej dwubiegunowej. Genom farmakogenetyczny 17(8):605–617

Meisel JD, Kim DH (2016) Hamowanie wrażliwej na lit fosfatazy BPNT-1 powoduje selektywną dysfunkcję neuronów u C. elegans. Curr Biol 26(14):1922-1928

Mendels J, Frazer A (1973) Wewnątrzkomórkowe stężenie litu i odpowiedź kliniczna: w kierunku błonowej teorii depresji. J Psychiatr Res 10(1):9–18

Mendes, CT, Mury FB, de Sá Moreira E, Alberto FL, Forlenza OV, Dias-Neto E, Gattaz WF (2009) Lit zmniejsza poziomy mRNA Gsk3b: konsekwencje dla choroby Alzheimera. Eur Arch Psychiatr Clin Neurosci 259(1):16–22

Monji A, Motomura K, Mizoguchi Y, Ohara T, Baba S, Yoshiura T, Kanba S (2014) Przypadek choroby afektywnej dwubiegunowej o późnym początku z poważnie nieprawidłowym zachowaniem i obserwacjami neuroobrazowania bardzo podobnymi do demencji czołowo-skroniowej. J Neuropsychiatra Clin Neurosci 26(1):E35-E35

Murguia JR, Belles JM, Serrano R (1995) Wrażliwa na sól nukleotydaza 3'(2'),5'-bisfosforanowa zaangażowana w aktywację siarczanu. Nauka (Nowy Jork, NY) 267 (5195): 232–234

Naylor CE, Bagnéris C, DeCaen PG, Sula A, Scaglione A, Clapham DE, Wallace BA (2016) Molekularne podstawy przepuszczalności jonów w kanale sodowym bramkowanym napięciem. EMBO J 35(8):820–830

Nelson J Craig, Baumann P, Delucchi K, Joffe R, Katona C (2014) Przegląd systematyczny i metaanaliza wzmacniania litem trójpierścieniowych i drugiej generacji leków przeciwdepresyjnych w ciężkiej depresji. J Afekt na niepokój 168:269–275

Novetsky AP, Thompson DM, Zighelboim I, Thaker PH, Powell MA, Mutch DG, Goodfellow PJ (2013) Lit i hamowanie GSK3β jako potencjalna terapia surowiczego raka jajnika. Int J Gynecol Cancer 23(2):361

Nunes PV, Forlenza OV, Gattaz WF (2007) Lit i ryzyko choroby Alzheimera u starszych pacjentów z chorobą afektywną dwubiegunową. Brit J Psychiatr 190(4):359–360

O'Brien W, Harper AD, Jové F, Woodgett JR, Maretto S, Piccolo S, Klein PS (2004) haploinsufficiency kinazy syntazy glikogenu 3β naśladuje behawioralne i molekularne skutki litu. J Neurosci 24(30):6791–6798

Ohgami H, Terao T, Shiotsuki I, Ishii N, Iwata N (2009) Poziomy litu w wodzie pitnej i ryzyko samobójstwa. Brit J Psychiatr 194(5):464–465

Orlowski J, Grinstein S (2004) Różnorodność rodziny genów SLC9 wymieniacza sód/proton u ssaków. Archiwum Pflügersa 447(5):549–565

Petrezselyova S, Zahradka J, Sychrova H (2010) Saccharomyces Cerevisiae BY4741 i W303-1A szczepy laboratoryjne różnią się tolerancją na sól. Biol grzybowy 114(2–3):144–150

Pickett EE, O’Dell BL (1992) Dowody na niezbędność dietetyczną litu u szczurów. Biol Trace Elem Res 34(3):299–319

Piovesan D, Profiti G, Martelli PL, Casadio R (2012) „Ludzki” magnesom”: wykrywanie miejsc wiązania magnezu na ludzkich białkach. BMC Bioinform 13(14)::1

Porteous DJ, Kirsty Millar J, Brandon NJ, Sawa A (2011) DISC1 w 10: łączenie genetyki psychiatrycznej i neuronauki. Trendy Mol Med 17(12):699–706

Post RM (2007) Rola BDNF w zaburzeniu afektywnym dwubiegunowym i jednobiegunowym: implikacje kliniczne i teoretyczne. J Psychiatr Res 41(12):979–990

Pottegård A, Hallas J, Jensen BL, Madsen K, Friis S (2015) Długotrwałe stosowanie litu i ryzyko raka nerek i górnych dróg moczowych. J Am Soc Nefrol: ASN-2015010061

Pottegård A, Ennis ZN, Hallas J, Jensen BL, Madsen K, Friis S (2016) Długotrwałe stosowanie litu i ryzyko gruczolakoraka jelita grubego: ogólnokrajowe badanie kliniczno-kontrolne. Br J Cancer 114(5):571–575

Cena LH, Charney DS, Delgado PL, Heninger GR (1990) Funkcja litu i serotoniny: implikacje dla hipotezy serotoninowej o depresji. Psychofarmakologia 100(1):3–12

Wcześniej C, Potier S, Souciet J-L, Sychrova H (1996) Charakterystyka genu NHA1 kodującego antyporter Na+/H+ drożdży Saccharomyces cerevisiae. FEBS Lett 387(1):89–93

Rahav-Manor O, Carmel O, Karpel R, Taglicht D, Glaser G, Schuldiner S, Padan E (1992) NhaR, białko homologiczne do rodziny bakteryjnych białek regulatorowych (LysR), reguluje nhaA, gen antyportera protonów sodu w Escherichia coli. J Biol Chem 267(15):10433-10438

Rasola A, Chiara F (2013) GSK-3 i mitochondria w komórkach nowotworowych. Front Oncol 3:16

Refaeli B, Giladi M, Hiller R, Khananshvili D (2016) Inżynieria strukturalna pojemności transportu litu w archeonowym wymienniku sodowo-wapniowym. Biochemia 55(12):1673-1676

Rezin GT, Amboni G, Zugno AI, Quevedo J, Streck EL (2009) Dysfunkcja mitochondrialna i zaburzenia psychiczne. Neurochem Res 34(6):1021

Richelson E (1977) Wejście jonów litu przez kanał sodowy hodowanych mysich komórek nerwiaka niedojrzałego: badanie biochemiczne. Nauka 196(4293):1001–1002

Rookmaaker MB, van Gerven HA, Goldschmeding R, Boer WH (2012) Guzy lite nerek pochodzenia przewodu zbiorczego u pacjentów przewlekle leczonych litem. Clin Nerka J 5(5):412–415

Roux M, Bloom M (1990) Rozkłady Ca2+, Mg2+, Li+, Na+ i K+ w regionie grupy czołowej błon binarnych fosfatydylocholiny i fosfatydyloseryny, jak widać za pomocą NMR deuteru. Biochemia 29(30):7077–7089

Rubin-Bejerano I, Sagee S, Friedman O, Pnueli L, Kassir Y (2004) Aktywność in vivo Ime1, kluczowego aktywatora transkrypcyjnego genów specyficznych dla mejozy w Saccharomyces cerevisiae, jest hamowana przez cykliczny sygnał AMP / kinazy białkowej A szlaku poprzez homolog kinazy 3-β syntazy glikogenu Rim11. Mol Cell Biol 24(16):6967-6979

Ruiz A, Arino J (2007) Funkcja i regulacja systemu ATPazy sodowej saccharomyces cerevisiae ENA. Komórka eukariotyczna 6(12)::1. https://doi.org/10.1128/EC.00337-07

Ryves WJ, Harwood AJ (2001) Lit hamuje kinazę syntazy glikogenu-3 poprzez konkurowanie o magnez. Biochem Biophys Res Commun 280(3):720–725

Sapolsky RM, Michael Romero L, Munck AU (2000) Jak glikokortykoidy wpływają na reakcje na stres? Integracja działań permisywnych, tłumiących, stymulujących i przygotowawczych 1. Endocr Rev 21(1):55–89

Schou M (1968) Lit w terapii i profilaktyce psychiatrycznej. J Psychiatr Res 6(1):67–95

Schrauzer GN (2002) Lit: występowanie, spożycie, niezbędność żywieniowa. J Am Coll Nutr 21(1):14–21

Schrauzer GN, Shrestha KP (1990) Lit w wodzie pitnej a przypadki przestępstw, samobójstw i aresztowań związanych z narkomanią. Biol Trace Elem Res 25(2):105–113

Schwochau K (1984) Wydobycie metali z wody morskiej. W: Chemia nieorganiczna. Springer Berlin Heidelberg, s. 91–133

Shalbuyeva N, Brustovetsky T, Brustovetsky N (2007) Lit znieczula mitochondria mózgu na wapń, antagonizuje przejście przepuszczalności i zmniejsza uwalnianie cytochromu C. J Biol Chem 282(25):18057-18068

Sheard MH (1971) Wpływ litu na ludzką agresję. Natura

Silva R, Mesquita AR, Bessa J, Sousa JC, Sotiropoulos I, Leao P, Almeida OFX, Sousa N (2008) Lit blokuje zmiany wywołane stresem w zachowaniu podobnym do depresji i losie komórek hipokampa: rola kinazy syntazy glikogenu -3β. Neuronauka 152(3):656–669

Singh KK, Ge X, Mao Y, Drane L, Meletis K, Samuels BA, Tsai L-H (2010) Dixdc1 jest krytycznym regulatorem DISC1 i rozwoju embrionalnego kory. Neuron 67(1):33–48

Singh N, Halliday AC, Thomas JM, Kuznetsova O, Baldwin R, Woon EC, Aley PK i wsp. (2013) Bezpieczny mimetyk litu w chorobie afektywnej dwubiegunowej. Nat Commun 4:1332

Snyder JS, Soumier A, Brewer M, Pickel J, Cameron HA (2011) Neurogeneza hipokampa dorosłych buforuje reakcje na stres i zachowania depresyjne. Natura 476(7361):458–461

Song J, Franck J, Pincus P, Won Kim M, Han S (2014) Specyficzne jony modulują dynamikę dyfuzji wody hydratacyjnej na powierzchniach błon lipidowych. J Am Chem Soc 136(6):2642–2649

Souza FG, Goodwin GM (1991) Leczenie litem i profilaktyka depresji jednobiegunowej: metaanaliza. Brit J Psychiatr 158(5):666–675

Spiegelberg BD et al (2005) Zmiana farmakologii litu poprzez manipulację metabolizmem fosforanu fosfoadenozyny. J Biol Chem 280(7):5400-5405. doi: 10.1074/jbc.M407890200

Spiegelberg BD, Dela Cruz J, Law T-H, York JD (2005) Zmiana farmakologii litu poprzez manipulację metabolizmem fosforanu fosfoadenozyny. J Biol Chem 280(7):5400-5405

Stambolic V, Ruel L, Woodgett JR (1996) Lit hamuje aktywność kinazy 3 syntazy glikogenu i naśladuje bezskrzydłą sygnalizację w nienaruszonych komórkach. Curr Biol 6(12):1664-1669

Suizu T, Tsutsumi H, Kawado A, Murata K, Imayasu S (1994) O znaczeniu jonów wapnia i magnezu w sporulacji drożdży. J Ferment Bioeng 77(3):274–276

Sun A, Shanmugam I, Song J, Terranova PF, Brantley Thrasher J, Li B (2007) Lit hamuje proliferację komórek poprzez przerwanie interakcji E2F-DNA, a następnie zmniejszenie ekspresji genów fazy S w raku prostaty. Prostata 67(9):976–988

Szabo I, Zoratti M (2014) Kanały mitochondrialne: strumienie jonów i inne. Physiol Rev 94(2):519–608

Szentistvanyi I, Janka Z, Joo F, Rimanoczy A, Juhasz A, Latzkovits L (1979) Zależny od sodu transport Li w pierwotnych hodowlach komórek nerwowych. Neurosci Lett 13(2):157–161

Szklarczyk D, Morris JH, Cook H, Kuhn M, Wyder S, Simonovic M, Santos A i in. (2016) Baza danych STRING w 2017 r.: szeroko dostępne sieci asocjacji białko-białko o kontrolowanej jakości. Kwasy nukleinowe Res gkw937

Tasneem A, Iyer LM, Jakobsson E, Aravind L (2004) Identyfikacja prokariotycznych kanałów jonowych bramkowanych ligandem i ich implikacje dla mechanizmów i pochodzenia zwierzęcych kanałów jonowych Cys-loop. Genom Biol 6(1):R4

Thompson AN, Kim I, Panosian TD, Iverson TM, Allen TW, Nimigean CM (2009) Mechanizm selektywności kanału potasowego ujawniony przez miejsca wiązania Na+ i Li+ w porach KcsA. Nat Struct Mol Biol 16(12):1317–1324

Thomsen K, Shirley DG (2006) Hipoteza łącząca reabsorpcję sodu i litu w dystalnym nefronie. Nephrol Dial Transpl 21(4):869–880

Treiser SL, Cascio CS, O'Donohue TL, Thoa NB, Jacobowitz DM, Kellar KJ (1981) Lit zwiększa uwalnianie serotoniny i zmniejsza receptory serotoninowe w hipokampie. Nauka 213(4515):1529–1531

Tsuruta T (2005) Usuwanie i odzyskiwanie litu przy użyciu różnych mikroorganizmów. J Biosci Bioeng 100(5):562-566

Turekian KK, Wedepohl KH (1961) Rozkład pierwiastków w niektórych głównych jednostkach skorupy ziemskiej. Geol Soc Am Bull 72(2):175–192

Ushikubo T, Kita NT, Cavosie AJ, Wilde SA, Rudnick RL, Valley JW (2008) Lit w cyrkonach Jack Hills: dowody na rozległe wietrzenie najwcześniejszej skorupy ziemskiej. Planeta Ziemia Sci Lett 272(3):666–676

Uwai Y, Arima R, Takatsu C, Furuta R, Kawasaki T, Nabekura T (2014) Kotransporter fosforanu sodu pośredniczy w ponownym wchłanianiu litu w nerce szczura. Pharmacol Res 87:94–98

Valvassori SS, Rezin GT, Ferreira CL, Moretti M, Gonçalves CL, Cardoso MR, Streck EL, Kapczinski F, Quevedo J (2010) Wpływ stabilizatorów nastroju na aktywność mitochondrialnego łańcucha oddechowego w mózgu szczurów leczonych d-amfetaminą. J Psychiatr Res 44(14):903–909

Van Dijken P i wsp. (1996) Dictyostelium discoideum zawiera trzy aktywności monofosfatazy inozytolu o różnej specyficzności substratowej i wrażliwości na lit. Biochem J 314(Pt 2):491–495

van Werven FJ, Amon A (2011) Regulacja wejścia w gametogenezę. Philos Trans R Soc Lond Ser B 366(1584):3521–3531, doi:10.1098/rstb.2011.0081

Varma S, Rempe SB (2008) Przejścia strukturalne w koordynacji jonów napędzane zmianami konkurencji o wiązanie ligandów. J Am Chem Soc 130(46):15405–15419

Vereninov IA, Yurinskaya VE, Model MA, Vereninov AA (2016) Jednokierunkowa równowaga strumienia jonów jednowartościowych w komórkach z wymianą Na / Na i Li / Na: badania eksperymentalne i obliczeniowe na komórkach limfoidalnych U937. PLoS ONE 11(5):e0153284

Vlachy N, Jagoda-Cwiklik B, Vácha R, Touraud D, Jungwirth P, Kunz W (2009) seria Hofmeister i specyficzne interakcje naładowanych grup czołowych z jonami wodnymi. Adv Coll Interface Sci 146(1):42–47

Wang H-Y, Friedman E (1999) Wpływ litu na aktywację białek G za pośrednictwem receptora w błonach korowych mózgu szczura. Neurofarmakologia 38(3):403–414

Weinstein G, Beiser AS, Choi SH, Preis SR, Chen TC, Vorgas D, Rhoda A i in. (2014) Neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego w surowicy i ryzyko demencji: badanie Framingham Heart. JAMA Neurol 71(1):55–61

Wieland J, Nitsche AM, Strayle J, Steiner H, Rudolph HK (1995) Klaster genów PMR2 koduje funkcjonalnie różne izoformy przypuszczalnej pompy Na + w błonie komórkowej drożdży. EMBO J 14(16):3870

Woolley JD, Khan BK, Murthy NK, Miller BL, Rankin KP (2011) Diagnostyczne wyzwanie objawów psychiatrycznych w chorobie neurodegeneracyjnej: wskaźniki i czynniki ryzyka dla wcześniejszej diagnozy psychiatrycznej u pacjentów z wczesną chorobą neurodegeneracyjną. J Clin Psychiatr 72(2):1–478

Yatham LN, Kennedy SH, Parikh SV, Schaffer A, Beaulieu S, Alda M, O'Donovan C i in. (2013a) Kanadyjska Sieć Leczenia Nastroju i Lęku (CANMAT) i Międzynarodowe Towarzystwo Zaburzeń Afektywnych Dwubiegunowych (ISBD) wspólna aktualizacja CANMAT wytyczne postępowania z pacjentami z chorobą afektywną dwubiegunową: aktualizacja 2013. Choroba afektywna dwubiegunowa 15(1):1–44

Yatham LN, Kennedy SH, Parikh SV, Schaffer A, Beaulieu S, Alda M, O'Donovan C i in. (2013) Canadian Network for Mood and Anxiety Treatments (CANMAT) i International Society for Bipolar Disorders (ISBD) wspólna aktualizacja CANMAT wytyczne postępowania z pacjentami z chorobą afektywną dwubiegunową: aktualizacja 2013. Choroba afektywna dwubiegunowa 15(1):1–44

York JD, Ponder JW, Majerus PW (1995) Definicja rodziny białek fosfomonoesterazy zależnej od metalu / hamowanej przez Li(+) w oparciu o zachowaną trójwymiarową strukturę rdzenia. W: Proc Natl Acad Sci USA 92(11):5149–5153

Yoshikawa T, Honma S (2016) Lit wydłuża okołodobowy okres hodowanych wycinków mózgu w sposób specyficzny dla danego obszaru. Behav Brain Res 314:30–37

Yurinskaya VE, Moshkov AV, Goryachaya TS, Vereninov AA (2014) Wymiana Li / Na i aktywny transport Li w ludzkich komórkach limfoidalnych U937 hodowanych w pożywce litowej. Biol Tkanki Komórkowej 8(1):80–90

Zaidan M, Stucker F, Stengel B, Vasiliu V, Hummel A, Landais P, Boffa J-J, Ronco P, Grünfeld J-P, Servais A (2014) Zwiększone ryzyko wystąpienia litych guzów nerek u pacjentów leczonych litem. Nerka Int 86(1):184–190

Zarse K, Terao T, Tian J, Iwata N, Ishii N, Ristow M (2011) Niska dawka litu promuje długowieczność u ludzi i śródstopia. Eur J Nutr 50(5):387-389

Zhu Q, Yang J, Han S, Liu J, Holzbeierlein J, Brantley Thrasher J, Li B (2011) Tłumienie aktywności kinazy syntazy glikogenu 3 zmniejsza wzrost guza raka prostaty in vivo. Prostata 71(8):835–845

Zörgö E, Chwialkowska K, Gjuvsland AB, Garré E, Sunnerhagen P, Liti G, Blomberg A, Omholt SW, Warringer J (2013) Starożytne ewolucyjne kompromisy między stanami ploidii drożdży. PLoS Genet 9(3):e1003388