Published July 24, 2013
| Version v1
Publication
Open
Peeping into Human Renal Calcium Oxalate Stone Matrix: Characterization of Novel Proteins Involved in the Intricate Mechanism of Urolithiasis
Creators
- 1. Jaypee University of Information Technology
- 2. Post Graduate Institute of Medical Education and Research
Description
Background The increasing number of patients suffering from urolithiasis represents one of the major challenges which nephrologists face worldwide today. For enhancing therapeutic outcomes of this disease, the pathogenic basis for the formation of renal stones is the need of hour. Proteins are found as major component in human renal stone matrix and are considered to have a potential role in crystal–membrane interaction, crystal growth and stone formation but their role in urolithiasis still remains obscure. Methods Proteins were isolated from the matrix of human CaOx containing kidney stones. Proteins having MW>3 kDa were subjected to anion exchange chromatography followed by molecular-sieve chromatography. The effect of these purified proteins was tested against CaOx nucleation and growth and on oxalate injured Madin–Darby Canine Kidney (MDCK) renal epithelial cells for their activity. Proteins were identified by Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF MS) followed by database search with MASCOT server. In silico molecular interaction studies with CaOx crystals were also investigated. Results Five proteins were identified from the matrix of calcium oxalate kidney stones by MALDI-TOF MS followed by database search with MASCOT server with the competence to control the stone formation process. Out of which two proteins were promoters, two were inhibitors and one protein had a dual activity of both inhibition and promotion towards CaOx nucleation and growth. Further molecular modelling calculations revealed the mode of interaction of these proteins with CaOx at the molecular level. Conclusions We identified and characterized Ethanolamine-phosphate cytidylyltransferase, Ras GTPase-activating-like protein, UDP-glucose:glycoprotein glucosyltransferase 2, RIMS-binding protein 3A, Macrophage-capping protein as novel proteins from the matrix of human calcium oxalate stone which play a critical role in kidney stone formation. Thus, these proteins having potential to modulate calcium oxalate crystallization will throw light on understanding and controlling urolithiasis in humans.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
خلفية يمثل العدد المتزايد من المرضى الذين يعانون من تحص بولي أحد التحديات الرئيسية التي يواجهها أطباء الكلى في جميع أنحاء العالم اليوم. لتعزيز النتائج العلاجية لهذا المرض، فإن الأساس الممرض لتكوين حصوات الكلى هو الحاجة إلى ساعة. تم العثور على البروتينات كمكون رئيسي في مصفوفة حصوات الكلى البشرية وتعتبر أن لها دورًا محتملاً في تفاعل الغشاء البلوري ونمو البلورات وتكوين الحصوات ولكن دورها في تحصي البول لا يزال غامضًا. تم عزل البروتينات من مصفوفة أكاسيد الكالسيوم البشرية التي تحتوي على حصوات الكلى. خضعت البروتينات التي يزيد وزنها عن 3 كيلو دالتون لاستشراب التبادل الأنيوني متبوعًا باستشراب المنخل الجزيئي. تم اختبار تأثير هذه البروتينات المنقّاة ضد نواة CaOx ونموها وعلى الخلايا الظهارية الكلوية لكلاب Madin - Darby المصابة بالأكسالات (MDCK) بسبب نشاطها. تم تحديد البروتينات عن طريق الامتزاز بالليزر بمساعدة المصفوفة/وقت التأين للطيران (MALDI - TOF MS) متبوعًا بالبحث في قاعدة البيانات باستخدام خادم التميمة. في دراسات التفاعل الجزيئي السيليكوني مع بلورات CaOx تم التحقيق فيها أيضًا. النتائج تم تحديد خمسة بروتينات من مصفوفة حصوات الكلى بأكسالات الكالسيوم بواسطة MALDI - TOF MS متبوعة بالبحث في قاعدة البيانات باستخدام خادم التميمة مع القدرة على التحكم في عملية تكوين الحصوات. من بينها بروتينان معززان، واثنان مثبطان، وبروتين واحد له نشاط مزدوج لكل من التثبيط والتعزيز نحو تنوية أكاسيد الكالسيوم ونموها. كشفت المزيد من حسابات النمذجة الجزيئية عن طريقة تفاعل هذه البروتينات مع CaOx على المستوى الجزيئي. الاستنتاجات حددنا وميزنا إيثانولامين- فوسفات سيتيدليلترانسفيراز، وبروتين RAS GTPase - activating like protein، و UDP - glucose:glycoprotein glucosyltransferase 2، وبروتين ربط RIMS 3A، وبروتين تغطية البلاعم كبروتينات جديدة من مصفوفة حجر أوكسالات الكالسيوم البشري الذي يلعب دورًا حاسمًا في تكوين حصوات الكلى. وبالتالي، فإن هذه البروتينات التي لديها القدرة على تعديل تبلور أكسالات الكالسيوم ستلقي الضوء على فهم ومراقبة تحص بولي لدى البشر.Translated Description (French)
Contexte Le nombre croissant de patients atteints de lithiase urinaire représente l'un des principaux défis auxquels les néphrologues sont confrontés dans le monde aujourd'hui. Pour améliorer les résultats thérapeutiques de cette maladie, la base pathogène pour la formation de calculs rénaux est le besoin d'heure. Les protéines se trouvent en tant que composant majeur de la matrice de calculs rénaux humains et sont considérées comme ayant un rôle potentiel dans l'interaction cristal-membrane, la croissance cristalline et la formation de calculs, mais leur rôle dans l'urolithiase reste encore obscur. Méthodes Les protéines ont été isolées de la matrice de CaOx humain contenant des calculs rénaux. Les protéines ayant un poids moléculaire>3 kDa ont été soumises à une chromatographie d'échange d'anions suivie d'une chromatographie sur tamis moléculaire. L'effet de ces protéines purifiées a été testé contre la nucléation et la croissance du CaOx et sur les cellules épithéliales rénales du rein canin de Madin–Darby (MDCK) lésées par l'oxalate pour leur activité. Les protéines ont été identifiées par désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI-TOF MS) suivie d'une recherche dans la base de données avec le serveur MASCOT. Des études d'interaction moléculaire in silico avec des cristaux de CaOx ont également été étudiées. Résultats Cinq protéines ont été identifiées à partir de la matrice de calculs rénaux d'oxalate de calcium par MALDI-TOF MS suivies d'une recherche dans la base de données avec le serveur MASCOT ayant la compétence pour contrôler le processus de formation des calculs. Dont deux protéines étaient des promoteurs, deux étaient des inhibiteurs et une protéine avait une double activité d'inhibition et de promotion de la nucléation et de la croissance du CaOx. D'autres calculs de modélisation moléculaire ont révélé le mode d'interaction de ces protéines avec le CaOx au niveau moléculaire. Conclusions Nous avons identifié et caractérisé l'éthanolamine-phosphate cytidylyltransférase, la protéine de type activant la ras GTPase, l'UDP-glucose :glycoprotéine glucosyltransférase 2, la protéine 3A de liaison au RIMS, la protéine de coiffage des macrophages en tant que nouvelles protéines de la matrice de calculs d'oxalate de calcium humain qui jouent un rôle essentiel dans la formation de calculs rénaux. Ainsi, ces protéines ayant le potentiel de moduler la cristallisation de l'oxalate de calcium éclaireront la compréhension et le contrôle de l'urolithiase chez l'homme.Translated Description (Spanish)
Antecedentes El creciente número de pacientes que padecen urolitiasis representa uno de los principales desafíos a los que se enfrentan los nefrólogos en todo el mundo en la actualidad. Para mejorar los resultados terapéuticos de esta enfermedad, la base patogénica para la formación de cálculos renales es la necesidad de una hora. Las proteínas se encuentran como componente principal en la matriz de cálculos renales humanos y se considera que tienen un papel potencial en la interacción entre la membrana cristalina, el crecimiento de cristales y la formación de cálculos, pero su papel en la urolitiasis sigue siendo desconocido. Métodos Las proteínas se aislaron de la matriz de cálculos renales que contienen CaOx humano. Las proteínas con PM>3 kDa se sometieron a cromatografía de intercambio aniónico seguida de cromatografía de tamiz molecular. El efecto de estas proteínas purificadas se probó contra la nucleación y el crecimiento de CaOx y sobre las células epiteliales renales de riñón canino Madin–Darby (MDCK) lesionadas por oxalato para determinar su actividad. Las proteínas se identificaron mediante desorción/ionización láser asistida por matriz-tiempo de vuelo (MALDI-TOF MS) seguido de búsqueda en la base de datos con el servidor MASCOT. También se investigaron estudios de interacción molecular in silico con cristales de CaOx. Resultados Se identificaron cinco proteínas de la matriz de cálculos renales de oxalato de calcio mediante MALDI-TOF MS, seguido de una búsqueda en la base de datos con el servidor MASCOT con la competencia para controlar el proceso de formación de cálculos. De los cuales dos proteínas eran promotores, dos eran inhibidores y una proteína tenía una actividad dual de inhibición y promoción hacia la nucleación y el crecimiento de CaOx. Otros cálculos de modelado molecular revelaron el modo de interacción de estas proteínas con CaOx a nivel molecular. Conclusiones Identificamos y caracterizamos la etanolamina-fosfato citidililtransferasa, la proteína similar a la activadora de Ras GTPasa, la UDP-glucosa: glucosiltransferasa 2, la proteína de unión a RIMS 3A, la proteína de protección de macrófagos como proteínas novedosas de la matriz del cálculo de oxalato de calcio humano que desempeñan un papel crítico en la formación de cálculos renales. Por lo tanto, estas proteínas que tienen potencial para modular la cristalización del oxalato de calcio arrojarán luz sobre la comprensión y el control de la urolitiasis en humanos.Files
journal.pone.0069916&type=printable.pdf
Files
(11.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e5877c1b4b76aa48cb9e1cd652ad0f7b
|
11.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نظرة خاطفة على مصفوفة حصوات أكسالات الكالسيوم الكلوية البشرية: توصيف البروتينات الجديدة المشاركة في الآلية المعقدة لتحص بولي
- Translated title (French)
- Regarder dans la matrice de pierre d'oxalate de calcium rénal humain : Caractérisation des nouvelles protéines impliquées dans le mécanisme complexe de l'urolithiase
- Translated title (Spanish)
- Asomarse a la matriz de cálculos de oxalato de calcio renal humano: caracterización de nuevas proteínas involucradas en el intrincado mecanismo de la urolitiasis
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1995181097
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0069916
References
- https://openalex.org/W1539469412
- https://openalex.org/W1594921148
- https://openalex.org/W1595040373
- https://openalex.org/W1679689785
- https://openalex.org/W1775749144
- https://openalex.org/W1932669647
- https://openalex.org/W1968071172
- https://openalex.org/W1969506185
- https://openalex.org/W1970045335
- https://openalex.org/W1972076605
- https://openalex.org/W1973380628
- https://openalex.org/W1979508937
- https://openalex.org/W1986191025
- https://openalex.org/W1989228404
- https://openalex.org/W1989929999
- https://openalex.org/W1990804549
- https://openalex.org/W1991932734
- https://openalex.org/W2007890858
- https://openalex.org/W2009175120
- https://openalex.org/W2012400597
- https://openalex.org/W2013238841
- https://openalex.org/W2021342960
- https://openalex.org/W2032444191
- https://openalex.org/W2036285816
- https://openalex.org/W2036933725
- https://openalex.org/W2047376085
- https://openalex.org/W2048671779
- https://openalex.org/W2052674071
- https://openalex.org/W2053225140
- https://openalex.org/W2054603698
- https://openalex.org/W2064333766
- https://openalex.org/W2073201075
- https://openalex.org/W2078992510
- https://openalex.org/W2084244860
- https://openalex.org/W2088529379
- https://openalex.org/W2101327334
- https://openalex.org/W2102993309
- https://openalex.org/W2103060263
- https://openalex.org/W2109038806
- https://openalex.org/W2120056767
- https://openalex.org/W2120918205
- https://openalex.org/W2128788229
- https://openalex.org/W2133440098
- https://openalex.org/W2139492744
- https://openalex.org/W2150844813
- https://openalex.org/W2161593640
- https://openalex.org/W2164550657
- https://openalex.org/W2168516964
- https://openalex.org/W2321805466
- https://openalex.org/W2407064167
- https://openalex.org/W2422957279
- https://openalex.org/W2884208135