Books on the topic 'Transmembrane proteins'

Neuronal membrane potential depends on the distribution of ions across the plasma membrane and the permeability of the membrane to those ions afforded by transmembrane proteins. Ions cannot pass through a lipid bilayer but enter or exit neurons through ion channels. When activated by voltage or a ligand, ion channels open to form a pore through which selective ions can pass. The ion channels that support a resting membrane potential are critical to setting a cell’s excitability. From the distribution of an ionic species, the Nernst potential can be used to predict the steady-state potential for that one ion. Neurons are permeable to potassium, sodium, and chloride ions at rest. The Goldman-Hodgkin-Katz equation takes into consideration the influence of multiple ionic species and can be used to predict neuronal membrane potential. Finally, how synaptic inputs affect neurons through synaptic currents and changes in membrane resistance is described.

Gastrointestinal manifestations 156Management of gastrointestinal symptoms in children with CF 158Nutrition in CF 158Nutritional management 159Vitamins 160The incidence of cystic fibrosis (CF) is around 1 in 2500. Cases are diagnosed as a consequence of population screening or high-risk screening, or following presentation with clinical symptoms typical of the disorder. The basic defect is in the CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) protein which codes for a cyclic adenosine monophosphate-regulated chloride transporter in epithelial cells of exocrine organs. This is involved in salt and water balance across epithelial surfaces. The gene is on chromosome 7. There are multiple known mutations, the most common being ...

Cystic fibrosis (CF) is an inherited, autosomal recessive, multisystem disease. Dysfunction of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator protein (CFTR) in epithelial cells is the primary defect in CF. Defects in CFTR are the cause for lung disease, exocrine pancreatic insufficiency and failure, male infertility, and liver disease. CF can present with a variety of respiratory and gastrointestinal signs, including meconium ileus in the newborn period, hypernatremic dehydration, pulmonary insufficiency, nasal polyps, and insulin-dependent diabetes mellitus. As affected children grow, dysfunction in CFTR leads to chronic and progressive lung disease, characterized by suppurative infection and the development of bronchiectasis. CFTR dysfunction also affects exocrine function, leading to pancreatic insufficiency, malabsorption, and growth failure. In the past, history and physical exam with sweat chloride testing were the cornerstones of diagnosis. Diagnosis is now made with the newborn screening test for immunoreactive trypsinogen.

Autosomal recessive polycystic kidney disease (ARPKD) is an important cause of childhood renal- and liver-related morbidity and mortality with variable disease expression. Many patients manifest peri- or neonatally with a mortality rate of 30–50%, whereas others survive to adulthood with only minor clinical features. ARPKD is typically caused by mutations in the PKHD1 gene that encodes a 4074-amino acid type 1 single-pass transmembrane protein called fibrocystin or polyductin. Fibrocystin/polyductin is among other cystoproteins expressed in primary cilia, basal bodies, and centrosomes, but its exact function has still not been fully unravelled. Mutations were found to be scattered throughout the gene with many of them being private to single families. Correlations have been drawn for the type of mutation rather than for the site of the individual mutation. Virtually all patients carrying two truncating mutations display a severe phenotype with peri- or neonatal demise while surviving patients bear at least one hypomorphic missense mutation. However, about 20–30% of all sibships exhibit major intrafamilial phenotypic variability and it becomes increasingly obvious that ARPKD is clinically and genetically much more heterogeneous and complex than previously thought.

Cystic fibrosis (CF) is the most common genetic autosomal recessive disease of the Caucasian race, generally leading to death in early adulthood.1 The frequency of the gene carrier (heterozygote) is 1:20–25 in Caucasian populations, 1:2000 in African-Americans, and practically non-existent in Asian populations. The disease occurs in about 1 in every 2500 life births of the white population. Mean survival has risen from 8.4 years in 1969 to 32 years in 2000 due to improvements in treatment. The genetic defect causes a pathological electrolyte transport through the cell membranes by a defective chloride channel membrane transport protein [cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR)]. With respect to the function, this affects mainly the exocrine glands of secretory cells, sinuses, lungs, pancreas, liver, and the reproductive tract of the human body leading to a highly viscous, water-depleted secretion. The secretion cannot leave the glands and in consequence causes local inflammation and destruction of various organs. The main symptoms include chronic inflammatory pulmonary disease with a progressive loss of lung function, exocrine and sometimes endocrine pancreas insufficiency, and an excessive salt loss through the sweat glands.1 A summary of the signs and symptoms of CF will be given with a special emphasis on the effect of exercise performance and capacity.

Vibrio parahaemolyticus es la principal causa de gastroenteritis transmitida por mariscos en todo el mundo. La virulencia de V. parahaemolyticus se ha atribuido hasta ahora principalmente a la hemolisina directa termoestable (TDH) y la hemolisina relacionada con TDH (TRH). Recientemente el Sistema de Secreción de tipo III del cromosoma II (T3SS2), el cual codifica para varios efectores, ha sido relacionado con citotoxicidad y enterotoxicidad. Después de la aparición y posterior caída de la cepa pandémica, se han notificado casos de diarrea producidos por cepas clínicas que carecen de los genes tdh, trh y T3SS2 en muchos países, incluido Chile. Estas cepas, llamadas “no toxigénicas”, constituyen el 9-10% de los casos de diarrea a nivel mundial y aunque se han hecho avances en la descripción de los factores de virulencia de V. parahaemolyticus, la capacidad de las cepas no toxigénicas para causar enfermedad no ha sido completamente entendida. El hecho de que los genes tdh y trh se utilizan para estimar la carga de cepas patógenas en los mariscos durante el análisis de riesgo llama la atención sobre cuán fiables son estos análisis para detectar la gran variedad de cepas potencialmente patógenas presentes en las aguas y productos marinos. Por otra parte se conoce que en Vibrio, la evolución de la virulencia, parece estar estrechamente asociada a su capacidad para generar diversidad genética, en parte, a través de la modificación de la expresión génica, aunque mayoritariamente a través de transferencia genética horizontal (HGT). Con base en lo descrito anteriormente, esta propuesta hipotetiza que las cepas no toxigénicas de Vibrio parahaemolyticus han adquirido nuevos factores de virulencia mediante transferencia genética horizontal. Es por ello que el objetivo de esta tesis es: Identificar y caracterizar nuevos factores de virulencia en cepas chilenas no toxigénicas de Vibrio parahaemolyticus adquiridos mediante transferencia génica horizontal. Esta tesis está organizada en tres capítulos, el capítulo 1 comprende el marco teórico, el planteamiento del problema, la hipótesis y los objetivos. El capítulo 2, correspondiente al desarrollo del objetivo 1, en el cual se caracteriza el genoma de seis cepas no toxigénicas de V. parahaemolyticus aisladas del Sur de Chile. Uno de los principales hallazgos de este estudio fue la variabilidad genética de estas cepas al analizar su genoma accesorio. Este análisis mostró además la presencia de nuevas islas genómicas y elementos tipo profagos que codifican toxinas como zonula occludens (Zot) y repeats-in-toxin (RTX), ambas descritas en otros patógenos como V. cholerae donde se consideran factores de virulencia, aunque últimamente se ha descrito que la pérdida de RTX no afecta la virulencia de esta bacteria. En el capítulo 3 y final de esta tesis, se aborda el objetivo 2 que corresponde a la caracterización de posibles nuevos factores de virulencia, en este caso, la toxina Zonula Occludens (Zot). Aunque se sabe que Zot aumenta la permeabilidad epitelial intestinal por interacción con el receptor celular de zonulina PAR2 y esta unión desencadena una cascada de eventos intracelulares que conducen al desensamblaje de las uniones estrechas intercelulares, lo que se ha asociado con la producción de la diarrea en V. cholerae, el potencial patógeno de Zot de V. parahaemolyticus no se ha investigado aún. La cepa clínica PMC53.7, tdh/trh/T3SS2/negativa, resultó ser altamente citotóxica en cultivo celular de Caco-2 y contiene en su genoma accesorio un gen homólogo de zot. Con este antecedente, se caracterizó la toxina Zot en la cepa clínica PMC53.7 de V. parahaemolyticus y sus efectos sobre la barrera epitelial intestinal. El gen zot de PMC53.7 se clonó y se expresó en Escherichia coli BL21(DE3) y los efectos sobre la barrera epitelial intestinal se examinaron usando el modelo celular Caco-2. Se evaluó el cambio en la distribución de las proteínas de transmembrana asociadas a uniones estrechas (ZO-1 y ocludina), y en la distribución de actina en monocapas de Caco-2. Tras el tratamiento con Zot, se observó una modificación de la morfología celular. El cambio en las distribuciones de ocludina y F-actina se observó como una fragmentación de los límites brillantes de las células, con áreas de baja y alta intensidad, lo que indica una pérdida y redistribución de las proteínas asociadas a uniones estrechas. Los resultados de este trabajo sugieren que V. parahaemolyticus Zot puede contribuir a la virulencia de cepas no toxigénicas. En resumen, estos estudios han arrojado información sobre la diversidad de cepas de V. parahaemolyticus del sur del Pacífico, en especial aquellas que no poseen los principales factores de virulencia descritos para este microorganismo. Además, se caracteriza por primera vez una toxina Zot de V. parahaemolyticus en una cepa aislada de un paciente. Finalmente, los ensayos preliminares realizados en cultivo celular demostraron un posible potencial patógeno de esta toxina en la barrera epitelial intestinal.