Mechanisms of cell death induction by L-amino acid oxidase, a main component of ophidian venom
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Zusammenfassung
Die antibakterielle Wirkung der LAAO wurde mit dem disc diffusion assay untersucht. Das Enzym inhibiert das Wachstum von Gram positiven und negativen Bakterien.
LAAO induziert den Zelltod in Leucin-auxothropischen und -prototropischen Hefestämmen. Der Vorgang konnte als Apoptose identifiziert werden. Im Falle der Leucin auxothropischen Stämmen konnte die Zugabe von Katalase die Apoptose nicht verhindern.
Es wird angenommen, dass in Anwesenheit von Katalase der Verbrauch von Leucin und die Erzeugung von lokal hohen Konzentrationen von Wasserstoffperoxyd am Ort der Hefezelle für die Induktion von Apoptose verantwortlich sind
LAAO induziert Nekrose in Jurkatzellen. In Anwesenheit von Katalase, ein Enzym, das Wasserstoffperoxyd effizient entfernt, findet ein Wechsel zu Apoptose statt. Im Gegensatz hierzu mit DAAO, einem sehr ähnlichen Enzym, hebt die Anwesenheit von Katalase den Zelltod auf.
zVAD-fmk, ein Caspaseinhibitor mit einem breiten Spektrum, hebt die Apoptose-induzierenden Effekte der LAAO auf. Dies legt die Vermutung nahe, dass die durch LAAO induzierte Apoptose über den Caspase-abhängigen Weg abläuft. Bcl-2, ein antiapoptotisches Protein, inhibiert die Apoptose. Dies lässt die Vermutung zu, dass die LAAO-abhängige Apoptose den Mitochondrien-Weg durchläuft.
Hydrophobe und aromatische Aminosäuren werden durch die LAAO schnell aus dem Medium entfernt (oxidiert). Dies ist wahrscheinlich ein weiterer Effekt, der das Zustandekommen der Apoptose unterstützt. Allerdings hebt die nachträgliche Zufuhr dieser Aminosäuren den Effekt nicht auf. Somit ist davon auszugehen, dass noch weitere Effekte eine Rolle spielen.
Veränderungen des FCS, das dem Medium zugegeben wurde, könnte ein weiterer Faktor bei der Apoptose Induktion sein da nachträgliche/nochmalige Zugabe von FCS den Apoptoseeffekt vermindert.
Glycanreste scheinen bei der Induktion der Toxizität eine wichtige Rolle zu spielen. Dies folgt aus der Beobachtung, dass Abspaltung der Sialinsäurereste den toxischen Effekt erheblich (>20%) reduziert. Die am Glycan endständig gebundenen Sialinsäuren scheinen beim Binden an die Zelloberfläche und bei der Internalisierung der LAAO wichtig zu sein.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
LAAO was shown to be antibacterial as it inhibited the growth of gram positive and gram negative bacteria. This was shown by disc diffusion assays.
LAAO induced cell death in leucine auxotrophic and prototrophic strains of yeast. Cell death caused by LAAO was shown to be apoptosis. Addition of catalase did not rescue the cells from undergoing apoptosis in the case of leucine auxotrophic strain.
Depletion of leucine and generation of local concentrations of hydrogen peroxide around the yeast cell by binding are the important factors responsible for LAAO induced apoptotic effects in the presence catalase.
LAAO induced necrosis in Jurkat cells, in the presence of hydrogen peroxide scavenger, catalase it switches over to apoptosis. Where as DAAO, a similar enzyme, which produces same products, induced necrosis and in the presence of catalase, cell death is completely abolished.
zVAD-fmk, a broad-spectrum caspase inhibitor, completely abolished the apoptotic effects induced by LAAO. Indicating that LAAO induces apoptosis by caspase dependent pathway. Bcl-2, an antiapoptotic protein inhibited the apoptotic effects, indicating that LAAO induced apoptosis follows mitochondrial dependent pathway.
Hydrophobic and aromatic amino acids from the medium are rapidly depleted by LAAO and depletion of these amino acids might account for the apoptotic effects caused by LAAO. However, supplementation of these amino acids did not rescue the cells from undergoing apoptosis. Suggesting further effects.
Alterations in FCS present in the medium by LAAO might be responsible for apoptosis as the addition of FCS reduced the apoptosis. Keto acids produced by LAAO may also account for the apoptotic effects induced by LAAO.
Glycan moiety plays an important role in the LAAO induced toxicity as the desialylated enzyme reduced 20% of the toxic effects. Sialic acids attached to the terminus of glycan moiety seems to be play a vital role in binding and internalization of LAAO into the cells.
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ISO 690
ANDE, Sudharsana Rao, 2006. Mechanisms of cell death induction by L-amino acid oxidase, a main component of ophidian venom [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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