scholarly journals Sea Anemones Responding to Sex Hormones, Oxybenzone, and Benzyl Butyl Phthalate: Transcriptional Profiling and in Silico Modelling Provide Clues to Decipher Endocrine Disruption in Cnidarians

2022 ◽  
Vol 12 ◽  
Author(s):  
Michael B. Morgan ◽  
James Ross ◽  
Joseph Ellwanger ◽  
Rebecca Martin Phrommala ◽  
Hannah Youngblood ◽  
...  
Keyword(s):  
Endocrine Disruption ◽  
Sex Hormones ◽  
In Silico ◽  
Hedgehog Signaling ◽  
Protein Structures ◽  
Sea Anemones ◽  
Steroidogenic Enzymes ◽  
Benzyl Butyl Phthalate ◽  
Hormone Biosynthesis ◽  
Butyl Phthalate

Endocrine disruption is suspected in cnidarians, but questions remain how occurs. Steroid sex hormones are detected in corals and sea anemones even though these animals do not have estrogen receptors and their repertoire of steroidogenic enzymes appears to be incomplete. Pathways associated with sex hormone biosynthesis and sterol signaling are an understudied area in cnidarian biology. The objective of this study was to identify a suite of genes that can be linked to exposure of endocrine disruptors. Exaiptasia diaphana were exposed to nominal 20ppb concentrations of estradiol (E2), testosterone (T), cholesterol, oxybenzone (BP-3), or benzyl butyl phthalate (BBP) for 4 h. Eleven genes of interest (GOIs) were chosen from a previously generated EST library. The GOIs are 17β-hydroxysteroid dehydrogenases type 14 (17β HSD14) and type 12 (17β HSD12), Niemann-Pick C type 2 (NPC2), Equistatin (EI), Complement component C3 (C3), Cathepsin L (CTSL), Patched domain-containing protein 3 (PTCH3), Smoothened (SMO), Desert Hedgehog (DHH), Zinc finger protein GLI2 (GLI2), and Vitellogenin (VTG). These GOIs were selected because of functional associations with steroid hormone biosynthesis; cholesterol binding/transport; immunity; phagocytosis; or Hedgehog signaling. Quantitative Real-Time PCR quantified expression of GOIs. In silico modelling utilized protein structures from Protein Data Bank as well as creating protein structures with SWISS-MODEL. Results show transcription of steroidogenic enzymes, and cholesterol binding/transport proteins have similar transcription profiles for E2, T, and cholesterol treatments, but different profiles when BP-3 or BBP is present. C3 expression can differentiate between exposures to BP-3 versus BBP as well as exposure to cholesterol versus sex hormones. In silico modelling revealed all ligands (E2, T, cholesterol, BBP, and BP-3) have favorable binding affinities with 17β HSD14, 17β HSD12, NPC2, SMO, and PTCH proteins. VTG expression was down-regulated in the sterol treatments but up-regulated in BP-3 and BBP treatments. In summary, these eleven GOIs collectively generate unique transcriptional profiles capable of discriminating between the five chemical exposures used in this investigation. This suite of GOIs are candidate biomarkers for detecting transcriptional changes in steroidogenesis, gametogenesis, sterol transport, and Hedgehog signaling. Detection of disruptions in these pathways offers new insight into endocrine disruption in cnidarians.

scholarly journals Ανάπτυξη, βελτιστοποίηση και εφαρμογή της υγρής υγρής μικροεκχύλισης διασποράς (DLLME και DLLME-SFO) για τον προσδιορισμό επιλεγμένων ομάδων χημικών προϊόντων προσωπικής φροντίδας, UV filters, PCMS και PAES σε συνδυασμό με χημειομετρικές μεθόδους

2013 ◽  
Author(s):  
Αικατερίνη Παναγιώτου
Keyword(s):  
Desirability Function ◽  
T Test ◽  
Uv Filters ◽  
F Test ◽  
Benzyl Butyl Phthalate ◽  
Butyl Phthalate

Μέχρι σήμερα, οι παραδοσιακές αναλυτικές μεθοδολογίες χαρακτηρίζονται για το υψηλό κόστος και τους μεγάλους όγκους τοξικών οργανικών διαλυτών που απαιτούνται. Η διαπίστωση αυτή έμελλε να αποτελέσει και το εφαλτήριο για την ανάπτυξη νέων αναλυτικών μεθόδων, υψηλής ευαισθησίας και ταχείας εφαρμογής. Αυτοί ήταν και οι λόγοι για τους οποίους στην παρούσα Διατριβή επιλέχθηκαν να μελετηθούν λεπτομερώς δυο νέες αναλυτικές μέθοδοι, η υγρή υγρή μικροεκχύλιση διασποράς (DLLME) και η υγρή υγρή μικροεκχύλιση διασποράς βασιζόμενη στην στερεοποίηση της επιπλέουσας οργανικής φάσης (DLLME-SFO).Οι αναλυτικές μέθοδοι, DLLME και DLLME-SFO, εφαρμόστηκαν σε μίγματα αναλυτών της κατηγορίας των Προϊόντων Προσωπικής Περιποίησης, αντιηλιακών παραγόντων (φίλτρα UV), πολυκυκλικών αρωματικών ενώσεων (PCMs) και φθαλικών εστέρων (PAEs). Η επιλογή των αναλυτών: Celestolide (ADBI), Galaxolide (HHCB), Tonalide (AHTN), Phantolide (AHMI), Traseolide (ATII), Benzyl butyl phthalate (BBΡ), Di-n-octyl phthalate (DOP) Eusolex 4360, Eusolex 6300, Eusolex 9020, Octyl salicylate, Eusolex Ηomosalate και Eusolex 6007 (OD-PABA) έγινε με κύριο γνώμονα την ευρεία χρήση τους από την βιομηχανία των καλλυντικών (σαμπουάν, αφρόλουτρα, αρώματα) και τον άνθρωπο, την ύπαρξη τους στο περιβάλλον και τέλος τον χαρακτηρισμό τους ως αναδυόμενους ρύπους. Οι αναλύτες χωρίστηκαν σε τρία μίγματα: α) στα φίλτρα UV (μίγμα 1), β) στις πολυκυκλικές αρωματικές ενώσεις (PCMs) με τους φθαλικούς εστέρες (PAEs) (μίγμα 2) και γ) σε ένα συνολικό μίγμα (μίγμα 3). Τα μίγματα αναλυτών 1 και 2 χρησιμοποιήθηκαν για τον πειραματικό σχεδιασμό, την εργαστηριακή ανάπτυξη και εφαρμογή των DLLME και DLLME-SFO μεθόδων σε επιφανειακά ύδατα και στερεά υποστρώματα (εδάφη). Το μίγμα αναλυτών 3, χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή της DLLME-SFO σε επιφανειακά ύδατα, στερεά υποστρώματα (εδάφη) και σε υγρά και στερεά απόβλητα των Μονάδων Επεξεργασίας Υγρών Αποβλήτων της πόλης των Ιωαννίνων. Η ταυτοποίηση και ο ποσοτικός προσδιορισμός των αναλυτών στα δείγματα έγινε χρησιμοποιώντας Αέριο Χρωματογράφο συζευγμένο με Φασματογράφο Μάζας (GC-MS) και Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Απόδοσης συζευγμένη με ανιχνευτή υπεριώδους ακτινοβολίας (HPLC/UV-DAD). Πολλοί είναι οι παράγοντες που επηρεάζουν την απόκριση των μεθόδων, DLLME και DLLME-SFO, όπως για παράδειγμα ο όγκος του διαλύτη εκχύλισης, ο όγκος του διαλύτη διασποράς, η αλατότητα και ο χρόνος εκχύλισης. Γι αυτό το λόγο, οι παράγοντες βελτιστοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας τον Πειραματικό Σχεδιασμό Βελτιστοποίησης. Αρχικά, εφαρμόσθηκε ο σχεδιασμός Plackett – Burman ώστε να επιλεγούν οι σημαντικοί παράγοντες και στη συνέχεια, βελτιστοποιήθηκαν εφαρμόζοντας τον κεντρικό σύνθετο σχεδιασμό (CCD). Στο τελικό στάδιο, χρησιμοποιήθηκε η συνάρτηση επιθυμίας (desirability function) για την ταυτόχρονη βελτιστοποίηση όλων τον επιδρώντων παραγόντων ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη δυνατή ανάκτηση.Μετά το στάδιο βελτιστοποίησης των DLLME και DLLME-SFO μεθόδων, πραγματοποιήθηκε η μεταξύ τους σύγκριση, χρησιμοποιώντας το F-test και το t-test. Η επεξεργασία των δεδομένων υπέδειξε ότι δεν υπάρχει στατιστικά, σημαντική διαφορά μεταξύ των δυο μεθόδων, για διάστημα εμπιστοσύνης 95%. Η DLLME-SFO μέθοδος όμως παρουσιάζει κάποια βασικά πλεονεκτήματα έναντι της DLLME:χρησιμοποιούνται διαλύτες εκχύλισης (π.χ. 1-DD-OH, 1-UD-OH) μικρής τοξικότητας σε σχέση με τους αλογονομένους διαλύτες CCl4, C2Cl4. ο διαλύτης εκχύλισης απομακρύνεται ευκολότερα από την υδατική φάση με το στάδιο της στερεοποίησης του, λαμβάνοντας υψηλότερες τιμές ανακτήσεων (R%) και χαμηλότερα όρια ανίχνευση (LODs). Για τους ανωτέρω λόγους, η DLLME-SFO μέθοδος επιλέχθηκε να εφαρμοστεί στο συνολικό μίγμα αναλυτών (φίλτρα UV, PCMs και PAEs) στοχεύοντας στην βελτιστοποίηση και στην μετέπειτα εφαρμογή της, στις Μονάδες Επεξεργασίας Υγρών Αποβλήτων (ΜΕΥΑ) της πόλης των Ιωαννίνων, αποσκοπώντας στην ανίχνευση και τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων των αναλυτών σε αστικά υγρά και στερεά απόβλητα.Συνοψίζοντας και έχοντας πάντα ως γνώμονα και μέσο αναφοράς την αναγκαιότητα ανάπτυξης νέων αναλυτικών μεθόδων υψηλής ευαισθησίας, ταχείας εφαρμογής και φυσικά φιλικών προς το περιβάλλον, θα πρέπει να επισημάνουμε ότι οι δυο νέες αναλυτικές μέθοδοι, DLLME και DLLME-SFO, που εφαρμόστηκαν σε επιφανειακά ύδατα και εδάφη, δίνουν αξιόπιστα αποτελέσματα, σε μικρό χρόνο, χρησιμοποιώντας μικρούς όγκους διαλυτών, καθιστώντας δυνατή τη χρήση τους σε αναλύσεις ρουτίνας. Η μεταξύ τους σύγκριση, δίνει το πλεονέκτημα στην DLLME-SFO, καθώς είναι περιβαλλοντικά φιλικότερη, παρέχοντας υψηλότερες τιμές ανακτήσεων και χαμηλότερα όρια ανίχνευσης επιτρέποντας την εφαρμογή της σε αναλύσεις ρουτίνας.

scholarly journals Novel Binding Mechanisms of Fusion Broad Range Anti-Infective Protein Ricin A Chain Mutant-Pokeweed Antiviral Protein 1 (RTAM-PAP1) against SARS-CoV-2 Key Proteins in Silico

Toxins ◽  
2020 ◽  
Vol 12 (9) ◽  
pp. 602
Author(s):  
Yasser Hassan ◽  
Sherry Ogg ◽  
Hui Ge
Keyword(s):  
In Silico ◽  
Protein Structures ◽  
Ligand Docking ◽  
Pokeweed Antiviral Protein ◽  
Antiviral Protein ◽  
Ricin A Chain ◽  
In Silico Docking ◽  
A Chain ◽  
Binding Mechanisms ◽  
Ricin A

The deadly pandemic named COVID-19, caused by a new coronavirus (SARS-CoV-2), emerged in 2019 and is still spreading globally at a dangerous pace. As of today, there are no proven vaccines, therapies, or even strategies to fight off this virus. Here, we describe the in silico docking results of a novel broad range anti-infective fusion protein RTAM-PAP1 against the various key proteins of SARS-CoV-2 using the latest protein-ligand docking software. RTAM-PAP1 was compared against the SARS-CoV-2 B38 antibody, ricin A chain, a pokeweed antiviral protein from leaves, and the lectin griffithsin using the special CoDockPP COVID-19 version. These experiments revealed novel binding mechanisms of RTAM-PAP1 with a high affinity to numerous SARS-CoV-2 key proteins. RTAM-PAP1 was further characterized in a preliminary toxicity study in mice and was found to be a potential therapeutic candidate. These findings might lead to the discovery of novel SARS-CoV-2 targets and therapeutic protein structures with outstanding functions.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document