Väitöskirja F Flood (2005) AD tautiin korreloivasta APP proteiinistä ja PS geeneistä. Normaalifunktiosta ja patologiasta

LÄHDE:
Flood Fiona: Alzheimers Disease Related Amyloid precursor protein  (APP) and presenilin Genes. Normal function and pathology (2005, KI, STH)
 ISBN 91-7140-050-8
http://www.avhandlingar.se/avhandling/bca0be90d4/

Kaikille jo tutun Alzheimerin taudin diagnosoi Tri Alois Alzheimer vuonna 1906. Sen jälkeen alettiin tietää, että taudissa kertyy aivoihin sulamatonta ja häviämätöntä materiaalia amyloidiplakkeja ja fibrillivyyhtejä. Aivojen tulisi voida suorittaa vapaasti remodelling uudistumistaan ja tällainen materiaali haittaa struktuurien aineenvaihdunnallista uusiutumista. Siten nämä johtavat taudin vääjäämättömään ja yksilön henkistä rakennetta luhistavaan kulkuun. Taudin vaikutusta henkiseen struktuuriin ihmisessä sanotaan dementiaksi. Varhain alkavat dementiat esiintyvät ennen 65 vuoden ikää ( EOAD, the Early Onset forms). Myöhemmät ovat LOAD, Late onset forms of AD.

• AD geeni taustaa

Geneettistä taustaa selvitellään- jatkuvasti ja uusia geenejä on alkanut löytyä. Geeneistä erityisesti kiinnostavia ovat APP ( Kang 1987) ja preseniliinigeenit (Scherrington 1995). Apolipoproteiini E (ApoE)-geeni on myös merkittävä, varsinkin sen alleeli epsilon 4. Lisäksi arvellaan olevan vielä tuntemattomia geeniä sekä polymorfismia altistamassa AD-taudille. LOAD geenin locuksia arvellaan olevan kromosomeissa 10 ja 12.

Kr.12:ssa  oleva LOAD-locus sisältää alfa-2 makroglobuliinigeenin ja LDLr-liittyvän geenin. Vielä yksi LOAD- locus on kromosomissa 19 (kr.19q13.2).(Siinä esiinthyvä PIN1 geeni palauttaa fosforyloitunutta tau-proteiinirakennetta ja siten estää parittaisten helikaalisten filamenttien muodostusta (PHF).

• Väitöskirja kertoo merkitsevistä tekijöistä mielenkiintoisesti

APP- proteiini on membraanissa sijaitseva I-tyypin glykoproteiini (gp), jolla on monta isoformia. Kaikkein eniten esiintyy niitä isoformeja, joissa on seuraavat määrät aminohappoja: 695, 751 ja 770 aminohappoa. APP on jäsen suuressa proteiiniperheessä jotka proteiinit ovat amyloidin edeltäjän kaltaisia (the amyloid precursor like proteins” (APLPs). APP esiintyy yleisesti kehossa. Sitä kypsyy endoplasmisessa retikulumissa ja Golgin laitteessa ja kulkeutuu plasmakalvoon. Kaksi pitempää APP isoformia sisältää KPI region (Kuniz protease inhibitor) ja niitä esiintyy ei-neuronaalisoluissa tavallisimmin. Tyyppiä APP695 on eniten hermosoluissa (Rohan 1995).

• APP geeni (Kr.21q21)

Abeetta-peptidin löytö neuriittiplakeista johti löytämään taustalla olevan geenin, joka koodasi tätä esiamyloidista proteiinia APP ( amyloid precursor protein) . APP geeni löytyi kromosomista 21 (21q21; Kang 1987). Kun se oli löydetty, sille löydettiin mutanttimuotoja. Nyt tunnetaan yhdeksän AD-tautia aiheuttavaa APP-geenin mutaatiota.(http://www.molgen.ua.ac.be/A/Dmutations ).

Useimat familiaalisen AD-taudin aiheuttavista mutaatioista sijaitsee lähellä Abeetta domaania ja johtavat Abeetta42 produktioon (Johnston 1994). Näitten kertymä ja sakkautuminen on alkuaskel AD-taudissa. 

Mutaation lisäksi saattaa samaa kertymää aiheuttaa APP-proteiinin liikaesiintymä sinänsä. (Tämän täytyy olla geenisäätöinen)

Downin oireyhtymässä sairastuu yksilöt noin 40 vuoden iässä helposti AD-tautiin. Tähän lie syy trisomiasssa, koska näin on ekstrakopio APP-geeniä olemassa. Extrakopion takia kehittyy ylimäärät Abeettaa (Tokuda 1997).

APP geeni on sellaisen promoottorin kontrolloma, josta puuttuu tavalliset TATA ja CAAT- tunnussekvenssit, joita yleensä eukarytoottisilla promoottoreilla esiintyy. Promoottori on GC-pitoista.  Transkription alkukohdasta ylävirtaan transkriptiotekijät SP-1 ja AP-1 pystyvät tunnistamaan promoottorin. Hiuspinnisilmukoitakin esiintyy. Geenisäätelyyn ilmeisesti osallistuu runsaasti tekijöitä.

Knock out- hiiri, jolta puuttuu APP geeni on pienehkö ja liikunnan aktiviteetti, lokomotioaktiviteetti on laskenut (Zheng 1996). Jos on ”Double knock” APP ja APLP2 puute, koe-eläin ei ole elinkykyinen tai sen tasapaino ja voimat jäävät kehittymättä (von Koch 1997).

 APLP2 muoto on fysiologisesti merkitsevin (Heber 2000).

• APP fysiologiset funktiot

Nämä lienevät seuraavat: neuronisolun sisäinen axonaalinen kuljetus, ( tämä on normaalisti  hyvin nopea tapahtuma ja  nopeuden  lasku tässä kuljetuksessa on kriittinen seikka);   neuriitin kasvu, migraatio ja elossapysyminen, synapsin muodostus, geenin säätely (Gunawardena 2001).

 Erittyvä normaali liukoinen sAPP voi omata osaa aikuisen neurogeneesissä. Se sitoutuu EGF-reagoiviin soluihin subventrikulaarisessa vyöhykkeessä aikuisaivossa. Progeniittorisolujen määrä voi nousta ja proliferaatio edistyy (Caille 2004).

• Preseniliinigeenin (PS1 ja PS2) löytyminen

On löydetty myös erään hyvin aggressivisen AD-taudin muoto ja sitä vastaava geenilocus paikallistettiin (1992 Schellenberg) kromosomiin 14. ( Kr14q24.3.).Tästä geenistä on havaittu olevan 111 erilaista AD-tautia aiheuttavaa mutaatiota. Geeniä merkitään preseniliini-1 geeniksi (PS1).

 Sen jälkeen löydettiin ykköskromosomista Kr.1q42.1 asemasta preseniliini-2 geeni (PS2). Näillä geeneillä  on sekvenssihomologiaa ( 67 %) . (Levey-Lahad 1995). Tällä geenillä on mutaatioita ainakin 10. PS-geenimuutatiot ovat usein penetroivia ja johtavat preseniiliin tautimuotoon (alle 65 vuotiailla). Mainitaan mutantti PS1 L166P, joka johtaa tautiin aikuisiässä.

• APP prosessoituminen eri kohdista pilkkovien sekretaasien avulla

Alfa-, beta- ja gamma-sekretaasit voivat pilkkoa APP-molekyylin osiin.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579300020767

Normaali pilkkoutuminen

APP normaalisti pilkkoutuessaan antaa paloina ekstrasellulaarisen liukoisen NTF (sAPP) peptidin ja intrasellulaarinen CTF peptidin sekä p3 peptidin. Proteosomijärjestelmä osallistuu silppuroiman jätteitä. Normaalisti ei jää amyloidogeenistä peptidiä, sillä normaalit entsyymaattiset pilkkoutumiset eivät salli sen muodostua. Samalla on kalvorakenne myös pitänyt yllä ohuuttaan, eikä päinvastoin.

Hyvä kuva netistä joka esittää alternatiivit pilkkoutumistiet. Poimi APP:n normaalit pilkkoutumispätkät ja huomaa mitä kalvo on silloin kun normaalit pätkät siitä ovat poistuneet.

A-sekretaasiaktiivisuus välittyy disintegriinin ja metalloproteinaasien ADAM17/TNFalfakonvertoivan entsyymin (TACE) ja ADAM 10 kautta. Aivoissa esiintyy APP ja ADAM10 ko-ekspressiota, mutta ei ADAM 17. (Marcinkiewicz 2000).

• Amyloidipeptidi-jakso

APP proteiini omaa N extrasellulaarisen N-terminaalin, membraanin kautta kulkevan osan ja C-terminaalisen osan sytoplasmassa. Ns amyloidipeptidijakso sijaitsee osittain solun ulkopuolella ja osa siitä menee plasmamembraanin sisään. Jo vuosia sitten on tiedetty sen aminohappojärjestys ja se on seuraava. Tässä luetellaan N terminaalisista  44 aminohappoa., joista ainakin noin 32vasemmalla sijaitsee solun ulkoisesti ja loput solun kalvossa, solun kalvossa olevista mainitaan useita.

VKM/DAEFRHDSGY/EVHHQK/LVFFAEDVGSNKG/AIIGLMVGV/V/IAT/V/IVITL*VML

Alfapilkkoutuminen kohdistuu ekstrasellulääriseen osaan.
Katso tarkemmin :  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579300020767
Kohta on  viiden essentiellin (KLVFF)  aminohappojakson  lysiini ( K);  poikkiviiva , 

(Beta pilkkoutuminen BACE entsyymillä tapahtuu N-terminaalisesti).(poikkiviivat)

Gammapilkkoutuminen voi olla heterogeeninen, kohdistuu plasmakalvon sisässä olevaan osaan, jossa on hyvin runsaasti essentiellejä aminohappoja. , poikkiviivoja  niitten joukossa
 Abeetta 42 on ainakin kaksin verroin niin amyloidogeeninen kuin Abeetta 40- pituus.

Abeettapeptidinimensä pätkä saa kun sen N-terminaalipää on betasekretaasilla säilytetty tälle peptidille.

Alfa-sekretaasi

Kun peptidin pilkkominen alkaa, normaalitie on alfa-sekretaasitie, joka irrottaa extrasellulaarisen osan puolelta N-terminaalisen peptidiosan (NTF). ja siitä tulee  solubile N-terminal fragment, sAPP, liukoinen ja normaali.  Nyt on vielä  A  tynkää kiinni kalvossa ja solun sisällä  on  C-terminaali siinä kiinni.

Sitten toimii gamma-sekretaasi normaalisti

Se irrottaa proteolyyttisesti pilkkomalla  kalvossa olevan A peptidin   jostain kohdasta, ( jossa on paljon  essentiellejä valiineja (V)  ja muita ess. aminohappoja.)    siten , että C-terminaalinen osa (AICD) vapautuu solun sisään  ja solusta  irtoaa ns.p3 peptidi, pieni, joka ei ole amyloidogeeninen, sillä molemmat päät on sopivan tarkasti pilkottu. Tästä p3 palasta ei ole haittaa, mutta sillä voi olla oma normaalifunktio, se menee extrasellulaaritilaan .

Kun sytoplasman puolelle oli jäänyt AICD  (  APP:n intracellulaarinen domaani)  eli    CTF ( C-terminaalinen fragmentti se lie  83 aminohappoa pitkä 

Tämä on ei- amyloidogeeninen pilkkoutuminen.

 Tätä alfa ja gammasekretaasin yhteistyötä stimuloi AK-erginen hermojärjestelmä M1 ja M3 reseptorien välityksellä,  sekä PKC-entsyymivälitteinen järjestelmä.

APP ja AICD, APLP ja ICDs

APP pilkkoutuu normaalisti gamma-sekretaasilla epsilon kohdasta *kalvoseinämän sisällä, jolloin ”intrasellulaarinen domaani- AICD”  (APP intracellulaarinen domaani). irtoa sytoplasmaan.  Se voi osallistua transkriptionaaliseen säätelyyn (Notchin tapaan?)  (Cao 2001).
(AICD voi tehdä kompleksin nukleaarisen adaptoriproteiinin Fe ja histoniasetyltransferasin Tip60 kanssa stimuloiden transkriptiota solutason tutkimuksissa).
 AICD:n täytyy sitten päästää Fe65 irti ja itse hajota edelleen. Fe65 on transkriptiotekijä.

Samoin APLP1 ja APLP2 voivat tuottaa ICD, jotka sitoutuvat Fe65:een ja voivat translokoitua tumaan ja osallistua transkriptioon.

Pitkät APP-muodot, joissa on KPI jakso, voivat osallistua hyytymiskaskadiin, koska KPI on seriiniproteaasin inhibiittori. Aivoissa ei tätä kuitenkaan ilmentynyt paljoakaan.

• Beta-sekretaasi (BACE)  ja sitten preseniliini (PS)

MUTTA jostain syystä tämä järjestelmä ei pysty käsittelemään kaikkea APP proteiinia,  ja toinen entsyymikombinaatio alkaa toimia: Beta-sekretaasi (BACE) pilkkoo suoraan amyloidogeenisen pro- peptidin N-terminaalipäästä siten, että C- terminaali, CTF on 99 aminohappoa sisältäen vielä koko amyloidogeenisen peptidijakson  Sitten gammasekretaasi epätarkasti sohaisten C-terminaalipäästä tuottaa heterogeenistä amyloidipeptidiä. erikokoisia Abeeta peptidejä. Amyloidipeptidi on 39-43 aminohapon pituinen. Näistä 42- pituus on varsin amyloidigeeninen .

BACE:n lisäksi on havaittu että preseniliini voi vaikuttaa gammasekretaasifunktioon tai ilman gammasekretaasiakin.

Epsilonkohdaksi sanotaan aminohappojen leusiini 49 ja valiini 50 välistä kohtaa, josta voi tapahtua pilkkoutuminen.(Weidemann 2002). Tämä kohta on jo lähellä plasmamembraanin sisäpintaa ja voi aiheuttaa, että pilkkoutumistuotteet AICD joutuvat sytoplasman puolelle.

Tässä puolestani kommentoin:

Se peptidipätkä, johon preseniliini helposti aiheuttaa pilkkouman on essentiellien aminohappoje sekvenssi. Siin on kokonaista 10 aminohappoa, jotka voidaan saada vain hyvästä ravinnosta. Voisi melkein sanoa, että siinä voi olla ”aukko”.Tai ainakin locus minor resistentiae. Voihan  olla energia ja ravitsemustilan heijastumaakin, että kaikenlaista amyloidimassaa kertyy.

Preseniliinistä ja PS1 ja PS2 geenistä

Preseniliinin geenit PS1 ja PS 2 koodavat homologisia proteiineja, joita on kautta kehon, eniten aivoissa ja siellä neuroneissa. Molekyyliä näyttää esiintyvät kautta solun eri osissa, jopa tumassa, tumakalvossa, soluliman mikro-organismeissa ja solukalvossa ja sytoplasmassa, joten sillä lie useita sellulaarisia tehtäviä.

PS1- geenillä on normaali promoottori CAAT, ”heat shock responsive element”, ”polyomavirus enhancer active-3 site”, Ets-1-3 site, monta SP1 kohtaa ja AP2 kohtaa ja CREB sitova kohta.

PS2- geenillä on edellisestä consensuksesta vain multippelit SP1 ja AP2 kohdat. Preseniliini 1 on 467 aminohappoa ja preseniliini 448 aminohappoa. Ne ovat transmembraaniproteiineja, kahdeksan TM domaania ja sytoplasmalenkki 6-7 domaanivälissä. Holoproteiini 44 kDa pilkkoutuu: Lenkin kohta pilkkoutuu ER:ssä muodostaen kaksi derivaattaa NTF 27 kDa ja CTF 17 kDa. Ne muodostavat stabiilin heterodimeerin, joka on biologisesti aktiivi ja sen puoliintumisaika yli 24 tuntia. Ylimäärä holoproteiinia menee proteosomisilppuriin. Heterodimeeri muodostaa massiivisen korkeamolekulaarisen kompleksin joka kasvaa aktiivisuudessa ja on 220-250 kDa.

Familiaalisen AD taudin PS1 mutaatiot ovat osoittautuneet olevan N-terminaalisessa fragmentissa. PS1 geenin puuttuma on letaali. 
 PS2 geenin puuttuma johtaa lievään kehkofibroosiin ja hemorrhagioihin koe-eläimellä. Postnataalisesti aiheutettu PS1 ja PS2 –knock out hiiressä aiheuttaa synaptisissa NMDA-reseptoreissa ja niiden vasteissa alenemista, lisksi kortikaalista neurodegeneraatiota, aivokammioitten laajenemaa, muistin ja synaptifunktion vikuuntumista. Samalla havaittiin tau-hyperfosforylaatiota, kaspaasiapoptoosia ja neuronaalista atrofiaa.

• Yhteenvetona tutkijan tarkoituksista

F Flood  selvitteli APP ja PS-geenien normaalia funktiota ja patofysiologiaa ihmisaivojen alueella. Iän lisääntyminen on suurin riskitekijä sporadisissa AD-taudeissa. Lisääntynyt APP expressio taas esim Downin syndroomassa oli tautiin johtavaa. Lisäksi proteosomisilppurin toiminnan inhibitio voisi olla amyloidogeneesin takana. Ei-amyloidogeenisen APP-pilkkoutumisen osuus on tärkeä ja sitä tietä normalisoimalla voi estää AD- muutoksia. Tutkija selvittää amyloidogeenisen ja ei-amyloidogeenisen APP-proteiinin pilkkoutumisen solussa ja kertoo siinä tarvittavista sekretaasi-entsyymeistä ja niiden vaikutuskohdista. Samalla hän selvittää PS ja APP-geenituotteiden varsinaista normaalia funktiota ja tärkeyttä, tarpeellisuutta. Hän tutkii (I )  AD-linkkiytyneitten geenien kortikaalista expressiota ja ikämuutoksia ja suhdetta taudinkuvaan. (Geenit. APP, APPKPI, APLP2, PS1). (II) Tutkija määrittelee miten eri geeniannoksella aiheutetut APP ekspressiot vaikuttavat basaaliseen tai PKC-stimuloituun APP-eritykseen. (III) Erityistutkimuksia mutanttigeeneistä. (IV) Tutkija selvitti preseniliiniproteiinien osuutta neuronaalisessa differentiaatiossa. (V) Normaalin iän mukana proteosomisilppuritoiminta inhiboituu. Tutkija katsoi, onko sillä merkitystä gammasekretaasitien kautta pilkkoutuviin APP proteiineihin. Hän myös katsoi caspaasi-3 entsyymin (apoptoosia aktivoivan proteiinin) osuutta asiassa. Väitöskirja antaa tuoretta tietoa AD taudin taustatekijöiden tutkimuksen nykyisestä vaiheesta ja selventää monia yksityisiä osatekijöitä, joihin tässä suomennoksessa on vain viitattu lyhyesti.

Suositeltavaa luettavaa! kun tiede popularisoituu ja tietämys rakenneproteiinien ja ihmisen syömän biologisesti korkealaatuisen proteiini ja  tarvetta vastaavan energiaravinnon assosiaatiosta keskenään lisääntyy, voidaan vaikuttaa aivojen struktuuriin paremmin.

10 februari 2005 19:38

Päivitystä 18. 9.2010.
Päivitystä 29.5. 2015

Kudosregeneraatiomekanismi on vaativainen

Kaikki kudokset ovat Genomi sääteisiä ja se tarkoittaa että  kudosten uudistumiseen vaaditaan lukuisa joukko proteiiniohjelmia, jotka  voivat  aktivoitua esiin tarvittaessa genomin tietueesta.

 Pitää välttää proteiinin ja energian alirvitsmustilaa (PEM, protein energy malnutrition) jos haluaa korjata " itsestään", globaalin genominsa avulla ihoa, muita kudoksia  ja hermostoa- tai siis  tulee sallia itselleen kunnon ravintoa, että genomi voi hoitaa tehtävänsä.

.  Esim. makuuhaavoja voi estää kunnon ravinnolla, samoin  aivojensa rakenteellista  huononemista. 

Tietoisuus  proteiinin tarpeesta on koetettu hahmottaa suosituksiin, mutta  proteiinin tarve voi olla  lisäksi  vielä enemmän laadullista kuin  arvataankaan ja siihen  pitää koettaa myös kiinnittää huomiota, sillä miltei puolet kehon proteiineista ovat sellaisista aminohapoista,  jotka ovat essentiellejä,  hyvänlaatuisesta proteiinista käsin, eikä kehon omia  hyödynnysproteiineja kehon jätetypestä.

Hyvänlaatuinen proteiini ei tarkoita hyvin maukasta  valmistettua  liharuokaa., vaikka siinäkin voi olla jotain hyvänlaatuista proteiinia vielä ehjänä tallella.
 

Miltei jokainen peptidi ja proteiini jonka sekvenssejä olen  laskenut prosentuaalisesti:  essentiellit (%)  non essentiellit (%)  , on ollut sellaista fifti fifti luokkaa ja selvästi ne kohdat jotka kiikastavat  joissain metabolisissa teissä,  omaavat  peptideissä  relatiivisen pitkiä sekvenssejä pelkästään essentielleistä aminohapoista.

Myös APP on sellainen että siinä on kriittisiä pätkiä joiden pitäisi tulla biologisesti korkea-arvoissta proteiinista  käsin ja jos on pitkäaikainen  malnutritio, proteiininnormaali prosessointi  pysähtyy ja valitsee jonkin  " ekonomisen ratkaisun" ja alkaa  esim  tuottaa  APP tapauksessa  amyloidia ja luhistaa aivot ja lyhentää ihmisen elinikää, koska ei ole  riittävän arvokasta rakennusmateriaalia keholle.

Tämä  bias hienoissa dementiaetiologian  tutkimuksissa pitäisi korjata siten,  että  tarkistetaan biologisesti korkea- arvoisen proteiinin  osuus dieetissä ja energian riittävyys.

 Voitaisiin myös kansana etsiä uusia proteiinilaatuja, koska  suomalaisellakin selektiivisesti  on  maa sellainen että ollaan riippuvasia muutenkin essentiellistä importista.  Essentielli importti voisi olla myös essentiellien aminohappojen osalta kattava.  Tavallinen kulttuuriruoka saattaa jättää vajeelle varsinkin kun  ekonomia alkaa kaveta jostain syystä  tai    kertyvistä miljöötekijöistä johtuen.

Dementia kansantautina  ei saisi olla laadukkaan  proteiinin puutteesta johtuva malnutritiotulos.

Toisaalta on ollut ääretöntä malnutritiota josta on selvinnyt hengissä ihmisiä, joiden aivotoiminta on palautunut ennalleen kun ravitsemusolosuhteet ovat palautuneet. Näitä ovat keksitysleirivangit. Esim Rose Warmer kertoi että  hän - entinen balettitanssija-  Auschwitzin jälkeen oli vain luuta ja nahkaa ja kun vapautushetki tuli, hän ei kyennyt muistamaan edes omaa nimeänsä -  Mutta kun hänen vointinsa parani ja hän asui Israelissa  hänen  aivotoimintansa ja musitinsa  palasi  täysin entiselleen.  Hän kertoi tosin saavansa flash back ilmiöitä, yöpainajaisia ja heräävänsä kauhunhiessä siihen, että natsit marssivat.
 Olen huolissani jos opiskelijoiden  opintotukia vähennetään sillä he ovat sitä joukkoa joka voi joutua aliravitsemukseen, nuoret eivät vielä edes käsitä ravinnon osien  merkityksen tärkeyttä. Dietetiikka pitäisi asettaa kouluaineeksei ennenkuin nuoret lähtevät omaan huusholliin,  terveysoppiin.  Tosin vaara on  teini-ikäisten taipumus  anoreksiaan ja kaloriajatteluun, jtoen siinäkin joudutaan aivojen vaaraan.

APP aminohapot . Neuronivakauttaja

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000475.1

ORIGIN      
        1 mlpglallll aawtaralev ptdgnaglla epqiamfcgr lnmhmnvqng kwdsdpsgtk
       61 tcidtkegil qycqevypel qitnvveanq pvtiqnwckr grkqckthph fvipyrclvg
      121 efvsdallvp dkckflhqer mdvcethlhw htvaketcse kstnlhdygm llpcgidkfr
      181 gvefvccpla eesdnvdsad aeeddsdvww ggadtdyadg sedkvvevae eeevaeveee
      241 eadddedded gdeveeeaee pyeeatertt siattttttt esveevvrev cseqaetgpc
      301 ramisrwyfd vtegkcapff yggcggnrnn fdteeycmav cgsamsqsll kttqeplard
      361 pvklpttaas tpdavdkyle tpgdenehah fqkakerlea khrermsqvm reweeaerqa
      421 knlpkadkka viqhfqekve sleqeaaner qqlvethmar veamlndrrr lalenyital
      481 qavpprprhv fnmlkkyvra eqkdrqhtlk hfehvrmvdp kkaaqirsqv mthlrviyer
      541 mnqslsllyn vpavaeeiqd evdellqkeq nysddvlanm iseprisygn dalmpsltet
      601 kttvellpvn gefslddlqp whsfgadsvp antenevepv darpaadrgl ttrpgsgltn
      661 ikteeisevk mdaefrhdsg yevhhqklvf faedvgsnkg aiiglmvggv viatvivitl
      721 vmlkkkqyts ihhgvvevda avtpeerhls kmqqngyenp tykffeqmqn
//

APP /sAPP "venyttävät" , kasvattavat, molemmistä päistä uutta neuronia tarkkoihin asemiinsa jotta neuronaalinen jatkuvuus stabiloituu - funktionaalisuus mahdollistuu

Periaate. Ajatelkaa kaikista aina hyvää ja selittäkää asiat parhain päin. Siis mitä hyvää on APP:ssä?
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25903790

J Neurochem. 2015 Apr 22. doi: 10.1111/jnc.13133. [Epub ahead of print]

Analysis of the amyloid precursor protein role in neuritogenesis reveals a biphasic SH-SY5Y neuronal cell differentiation model.da Rocha JF¹, da Cruz E Silva OA¹, Vieira SI¹. Abstract

 On hyvin pystytty osoittamaan, että on olemassa sisäinen ohjelmointi, mikä kontrolloi neuritogeneesiä (hermosolujen kehittymistä alkujaan)  ja se aktivoituu varhain hermosolujen differentioitumisen aikana ja regeneraatiovaiheissa. Mutta edelleen on tieteen tutkimuskohteina yksittäisten molekulaariset osatekijät ja tapahtumat ja miten  tällaisen sisäinen ohjelma modifioituu ympäristön signaaleista.

Amyloidiprekursoriproteiini ( amyloidin edeltäjävalkuainen) APP on kehittyvän ja kysyvän hermojärjestelmän neuromodulaattori, kuitenkin hyvin monimutkaqisella mekansimillä, josta ollaan  vähemmän selvillä.

• The existence of an intrinsic programme controlling neuritogenesis and activated during early neuronal differentiation and regeneration stages is well established. However, the identity and role of each molecular player and event, as well as how such a programme is modified by environmental signals, remain a focus of research. The amyloid precursor protein (APP) is a neuromodulator of the developing and mature nervous system, although in a highly complex manner which is far from clear. 

 Tutkijat  ottivat selvittääkseen APP:n indusoiman neuritogeneesin ( miten APP saa aikaan hermosolun kehkeytymistä)  ja ensiksi he loivat erään työmallin,  A-vitamiinijohdannaisen (RA)  indusoiman   soluerilaistumismallin,  jossa voitiin mitata    retiinihappoannoksia, morfologisia  muutoksia ja relevantteja biokemiallisia merkitsijöitä. Tuloksissa  oli  havainto kahdesta  ajallisesti eroavasta erilaistumisvaiheesta samalla A-vitamiiniannoksella ja siihen korreloi  moninkertainen lnousu  suhteessa  APP:n ja asetyloituneen tubuliinin kesken.

• To study APP-induced neuritogenesis, the retinoic acid (RA)-induced SH-SY5Y cell differentiation model was first minutely characterized in terms of RA dose, morphological outputs and relevant biochemical markers. The findings reported here unveiled two differentiation phases for the 10 μM RA dose: 1-4 (4 days excluded) and 4-8 days, clearly defined by fold increases in the ratio between APP and acetylated Tubulin. 

 Tutkijat ovat ensimmäisiä, jotka raportoivat sekretorisen APP(sAPP/ APP- suhteessa  ilmenevän huipun  ensimmäisen  jakson aikana. Jatkossa tehdyt  APP ja sAPP modulaatiot vahvistivat, että korkea suhde  sAPPP/APP  vahvistaa  varhaisessa neuitogeenisesä vaiheessa  neuronin  pienten ulokkeitten pidentymistä. Toisess vaiheesa tämä sAPP/APP suhde putoaa ja samalla holoAPP määrä nousee ja avustaa pitämään yllä  pitempiä neuriitteja, mahdollisesti  vakauttamalla niitä. ( stabiloimalla).

• Moreover, we describe, for the first time, a unique peak of secreted APP (sAPP)/APP ratio in the first phase. Subsequent APP and sAPP modulations confirmed that a high sAPP/APP ratio potentiates the elongation of smaller processes at the earlier neuritogenic phase. This sAPP/APP ratio drops in the second phase, as holoAPP levels increase to assist the maintenance of the longer neurites, potentially via their stabilization. 

 Tutkijat osoittivat  koemallissaan bifaasisen erilaistumisen ja kuvasivat  Alzheimerin taudista  tunnetuksi tulleen   edeltäjäporoteiini APP:n   ja sekretorisen sAPP:n   käyttäytymistä tässä mallissa.  Tässä havaittiin ainutlaatuinen  sAPP/APP suhteen käyrässä esiintyvä   huippu  ensimmäisessa faasissa ja tasanne  holoAPP:n osalta  toisessa faasissa., jotka molemmat  korreloivat  APP:n neuritogeeniseen funktioon. 

• We show that SH-SY5Y cells differentiation ('Diff.') induced by 10 µM retinoic acid (RA) is biphasic, and describe the behaviour of the Alzheimer's amyloid precursor protein APP and its secreted sAPP fragment in this model. This includes a unique sAPP/APP peak in the first phase, and a plateau for holoAPP in the second phase, both related to APP neuritogenic functions.

© 2015 International Society for Neurochemistry.

KEYWORDS:

acetylated tubulin; amyloid precursor protein; morphometric analysis; neurite outgrowth; neuritogenesis; neuroblastoma cells

PMID:

25903790

[PubMed - as supplied by publisher] 

Vertaa.  

Kun sähkötyötekijä  yhdistelee kaapelit on jatkuvuuden ja kontaktin aikaansaaminen  funktionaalisesti  se olennainen   Normaali APP kottaa saada sitä  jatkuvuuden vakautusta aikaan näihin  erityisen  tehtävän omaaviin soluihin, jotka kuljettavat impulsseja jonien tasossa.   Jos tämä  vakauttajajärjestelmä  luhistuu asiaa ei paranna  "lisätä  sähkövirtaa"  vauriokohtiin ja toivoa että  funktio  siitä paranee.  ( siis  varsinaisten hermonvälittäjien pitoisuuden lisääminen ei paranna neuronien välistä kontaktivajetta, vaikka amssiivinen  määrä jotain   ainetta voi aiheutaa  jonkin reflektorisen potkun alavirran neuronilta.

Notch 1 ( 2555 aminohappoa)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/P46531.4

ORIGIN      
        1 mppllapllc lallpalaar gprcsqpget clnggkceaa ngteacvcgg afvgprcqdp
       61 npclstpckn agtchvvdrr gvadyacsca lgfsgplclt pldnacltnp crnggtcdll
      121 tlteykcrcp pgwsgkscqq adpcasnpca nggqclpfea syichcppsf hgptcrqdvn
      181 ecgqkpglcr hggtchnevg syrcvcrath tgpncerpyv pcspspcqng gtcrptgdvt
      241 hecaclpgft gqnceenidd cpgnnckngg acvdgvntyn crcppewtgq yctedvdecq
      301 lmpnacqngg tchnthggyn cvcvngwtge dcseniddca saacfhgatc hdrvasfyce
      361 cphgrtgllc hlndacisnp cnegsncdtn pvngkaictc psgytgpacs qdvdecslga
      421 npcehagkci ntlgsfecqc lqgytgprce idvnecvsnp cqndatcldq igefqcicmp
      481 gyegvhcevn tdecasspcl hngrcldkin efqcecptgf tghlcqydvd ecastpckng
      541 akcldgpnty tcvctegytg thcevdidec dpdpchygsc kdgvatftcl crpgytghhc
      601 etninecssq pcrhggtcqd rdnaylcfcl kgttgpncei nlddcasspc dsgtcldkid
      661 gyecacepgy tgsmcninid ecagnpchng gtcedgingf tcrcpegyhd ptclsevnec
      721 nsnpcvhgac rdslngykcd cdpgwsgtnc dinnnecesn pcvnggtckd mtsgyvctcr
      781 egfsgpncqt ninecasnpc lnqgtciddv agykcncllp ytgatcevvl apcapspcrn
      841 ggecrqsedy esfscvcptg wqgqtcevdi necvlspcrh gascqnthgg yrchcqagys
      901 grncetdidd crpnpchngg sctdgintaf cdclpgfrgt fceedineca sdpcrnganc
      961 tdcvdsytct cpagfsgihc enntpdctes scfnggtcvd ginsftclcp pgftgsycqh
     1021 dvnecdsqpc lhggtcqdgc gsyrctcpqg ytgpncqnlv hwcdsspckn ggkcwqthtq
     1081 yrcecpsgwt glycdvpsvs cevaaqrqgv dvarlcqhgg lcvdagnthh crcqagytgs
     1141 ycedlvdecs pspcqngatc tdylggysck cvagyhgvnc seeideclsh pcqnggtcld
     1201 lpntykcscp rgtqgvhcei nvddcnppvd pvsrspkcfn ngtcvdqvgg ysctcppgfv
     1261 gercegdvne clsnpcdarg tqncvqrvnd fhcecraght grrcesving ckgkpckngg
     1321 tcavasntar gfickcpagf egatcendar tcgslrclng gtcisgprsp tclclgpftg
     1381 pecqfpassp clggnpcynq gtceptsesp fyrclcpakf ngllchildy sfgggagrdi
     1441 ppplieeace lpecqedagn kvcslqcnnh acgwdggdcs lnfndpwknc tqslqcwkyf
     1501 sdghcdsqcn sagclfdgfd cqraegqcnp lydqyckdhf sdghcdqgcn saecewdgld
     1561 caehvperla agtlvvvvlm ppeqlrnssf hflrelsrvl htnvvfkrda hgqqmifpyy
     1621 greeelrkhp ikraaegwaa pdallgqvka sllpggsegg rrrreldpmd vrgsivylei
     1681 dnrqcvqass qcfqsatdva aflgalaslg slnipykiea vqsetveppp paqlhfmyva
     1741 aaafvllffv gcgvllsrkr rrqhgqlwfp egfkvseask kkrreplged svglkplkna
     1801 sdgalmddnq newgdedlet kkfrfeepvv lpdlddqtdh rqwtqqhlda adlrmsamap
     1861 tppqgevdad cmdvnvrgpd gftplmiasc sgggletgns eeeedapavi sdfiyqgasl
     1921 hnqtdrtget alhlaarysr sdaakrllea sadaniqdnm grtplhaavs adaqgvfqil
     1981 irnratdlda rmhdgttpli laarlavegm ledlinshad vnavddlgks alhwaaavnn
     2041 vdaavvllkn gankdmqnnr eetplflaar egsyetakvl ldhfanrdit dhmdrlprdi
     2101 aqermhhdiv rlldeynlvr spqlhgaplg gtptlspplc spngylgslk pgvqgkkvrk
     2161 psskglacgs keakdlkarr kksqdgkgcl ldssgmlspv dslesphgyl sdvasppllp
     2221 spfqqspsvp lnhlpgmpdt hlgighlnva akpemaalgg ggrlafetgp prlshlpvas
     2281 gtstvlgsss ggalnftvgg stslngqcew lsrlqsgmvp nqynplrgsv apgplstqap
     2341 slqhgmvgpl hsslaasals qmmsyqglps trlatqphlv qtqqvqpqnl qmqqqnlqpa
     2401 niqqqqslqp pppppqphlg vssaasghlg rsflsgepsq advqplgpss lavhtilpqe
     2461 spalptslps slvppvtaaq fltppsqhsy sspvdntpsh qlqvpehpfl tpspespdqw
     2521 ssssphsnvs dwsegvsspp tsmqsqiari peafk
//

Notch signalointeja

 Notch signalointi haimassa
http://www.pancreapedia.org/pathways/notch-signaling
https://www.youtube.com/watch?v=p60vt8yd2T0 


Ihmisen Notch1
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/4851

Banaanikärpäsen hajuhermoissa on Notch signalointi

(Nyt siten mennään katsomaan hajureseptoreita:  Tuoksuuko kaneli kanelilta, kahvijauhot kahvilta, vaniljasokeri vaniljalta?)

LÄHDE: PLoS Genet. 2015 May 26;11(5):e1005244. doi: 10.1371/journal.pgen.1005244. eCollection 2015. Notch is required in adult Drosophila sensory neurons for morphological and functional plasticity of the olfactory circuit. Kidd S¹, Struhl G¹, Lieber T¹. Abstract

Hajureseptoreistä lähtevät hermojuosteet vievät  keskusaivoon informaatiota hajuista ja tuoksuista, mutta on arveltu että niitten osuus kuten muittenkin sensoristen neuronien, olisi passiivinen muistijäljen  muodostumisessa ja varastoinnissa. Tässä tutkimuksessa tutkijat osoittavat, että Notch järjestelmää  ( joka  on osa  evoluutiovakaata  solunsisäistä  signalointitietä)  tarvitaan aikuisen banaanikärpäsen  hajureseptorihermoissa hajunystyjen  rakenteellisessa ja funktionaalisessa plastisuudessa, mitä   krooninen hajualtistus indusoi.

• Olfactory receptor neurons (ORNs) convey odor information to the central brain, but like other sensory neurons were thought to play a passive role in memory formation and storage. Here we show that Notch, part of an evolutionarily conserved intercellular signaling pathway, is required in adult Drosophila ORNs for the structural and functional plasticity of olfactory glomeruli that is induced by chronic odor exposure.

 Erityisesti  tutkijat osoittavat, että  Notch aktiivisuus olfaktorisen reseptorin neuroneissa (ORN)  on välttämätön  hajunystyjen volyymin hajuspesifiselle tilavuuden kasvulle, mikä seuraa pitkittyneestä haju ( tuoksu) altistuksessa. Notch tarvitaan myös niissä tapahtuviin  kroonisen hajun aiheuttamiin fysiologisiin muutoksiin  ORN muutoksia seuraaviin  toisen projektioneuronin (PN)  fysiologisiin vasteisiin

•  Specifically, we show that Notch activity in ORNs is necessary for the odor specific increase in the volume of glomeruli that occurs as a consequence of prolonged odor exposure.  Calcium imaging experiments indicate that Notch in ORNs is also required for the chronic odor induced changes in the physiology of ORNs and the ensuing changes in the physiological response of their second order projection neurons (PNs).

 Tutkijat osoittivat myös, että Notch vaikuttaa   olfaktorisissa reseptorineuroneissa (ORN)    sekä kanonisen pilkkoutumisesta riippuvan että  ei-kanonisesta pilkkoutumisesta riippumattoman tien kautta. Notch-ligandi  Delta (DI) projektioneuronissa (PN) tekee tasapainossa vaihteen näitten teitten kesken. Näistä tiedoista voidaan määrittää  neuronaalinen (hajukonjunktio) piiri, missä N aktiivisuus periferiassa säätelee keskisen aivon neuroneja ja    keskisessä aivossa DI  säätelee neuroniaktiivisuutta periferiassa.  Tämä työ valottaa  kokemuksesta riippuvan plastisuuden merkitystä enimmäiselle olfaktoriselle synapsille (ORN).

•  We further show that Notch in ORNs acts by both canonical cleavage-dependent and non-canonical cleavage-independent pathways. The Notch ligand Delta (Dl) in PNs switches the balance between the pathways. These data define a circuit whereby, in conjunction with odor, N activity in the periphery regulates the activity of neurons in the central brain and Dl in the central brain regulates N activity in the periphery. Our work highlights the importance of experience dependent plasticity at the first olfactory synapse.

PMID:

26011623

[PubMed - in process]

Free full text

• 
  

Notch signaloinnin periaate

 (Xenopus tutkimus Notch signaloinnista joka  vaikuttaa analogiselta APP signaloinnin kanssa)

http://www.cincinnatichildrens.org/research/divisions/g/gastroenterology/labs/huppert/projects/notch/
Notch signalointi käyttää  ADAM- entsyymiä  ektodomaanin irti lehteilyttämisen. Siitä seuraava intramembraaninen kiinnitekohta  irrotetaan gamma- sekretaasilla proteolyyttissti  ja sitten intrasellulaarinen   Notch domaani  vapautuu (NICD). Se voi degradoitua intrasellulaarisesti tai  se tekee translokaation tumaan, jossa  se sitoutuu   DNA:ta sitovaan partneriin CSL/RBP ja ko-aktivaattoriin mastermind like MAMLmikä johtaa siihen, että   rekrytoituu transkriptiokoneista ja kohdegeeni  expressoituu.  NOTCH:in kohde geenit aktivoituvat.

Tästä Xenopus tutkimuksesta  voisi analogisten muokkaavien entsyymien  takia etsiä  analogisen  solunsisäisen  pilkkoutumistuoteen  geenisäätövaikutukset. normaalisti  pilkkoutuneista APP tuotteista.  Tämä geenisäätö johtaa  APP synteesiin  josta APP virta  signaloi  kommunikaation jatkuvuuden korrektiota neuronisynapseihin.  tavallisten  hermonvälittäjöfunktioitten avuksi, sillä ne eivät  ole funktioltaan synapsin  vakauden ja jatkuvuuden tuottajia vaan    käyttävät hyväksi    NOTCH tyyppistä  organisaatiota tsämä signalointiinsa.  Signaalivälittäjän varsinainen  lisääminen lisää Notch järjestelmän  rasitusta ja edelleen  vikasuuntaista  signalointia.  Notch järjestelmä ei  ilmeissti  mitenkään  kehitä  elektrokemiallisia  impulsseja vaan  varmistaa,  että ne  menevät oikeaan suuntaan ja oikeilta kohdilta  tarkentamalla synapsit kohdalleen.

APP proteiinin normaali funktio neuronissa , synaptinen vakaaja

http://www.uni-heidelberg.de/izn/researchgroups/kins/currentresearch.html

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11901170
APP has  a function in nervesynapse. Celladhesion, regulation of synaptic function and axonal transport.  APP anterograde transport  is  very high velocity movement. Kinesin cargo receptor  of  APP transport vesicles cotrqnsporting alfa-secretase.
APP in  synapse cleft  forms lateral dimners and adhesive dimers. 
Ach  nervetrsnmitter system ( and Ache )  is closely related to it.