Митохондрии при окислительном стрессе в культуре клеток HeLa

• Автор: Лямзаев, Константин Геннадьевич
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Генерация АФК дыхательной цепью митохондрий...

Генерация АФК в комплексе 1.

Генерация ЛФК в комплексе III

Механизмы адаптации к окислительному стрессу.

Влияние АФК на сигнальные каскады и клеточную гибель.

Морфология митохондриального рстнкулума МИИЖИМН1ЖЧНЖИ1НН1ИННИНЖИШИМ1ИМНЦММЧ
Белки, участвующие в слиянии митохондрий.
Модель слияния митохондрий.
Фрагментация митохондрий.
Взаимодействие белков участвующих во фрагментации митохондрий.
Регуляция белков участвующих во фрагментации митохондрий
Фрагментация митохондрий при апоптозе
Избирательное уничтожение митохондрий митоптоз.
Избирательное уничтожение митохондрий в процессе дифференцнровки.
а Участие липоксигсназы.
б Убиквитирование и АТФ зависимый лротеолиз
в Аутофагия и экзоцитоз митохондрий
Избирательное уничтожение митохондрий при патологиях.
Избирательное уничтожение митохондрий в процессе запрограммированной гибели клеток.
Аутофагия
Механизм формирования аутофагосом.
Аутофагия при патологиях
Маркеры, определяющие специфичность аутофагии митохондрий.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объект исследования
Замораживание и размораживание клеток
Трансфекция клеток.
Регистрация дыхания клеток.
Визуализация митохондрий, аутофагосом и цитоскелета
Определение клеточной гибели.
Электронная микроскопия
Сканирующая электронная микроскопия
Измерение продукции АФК и мембранного потенциала.
Измерение концентрации пероксида водорода
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Характеристика клеток линии НеЬа
Индукция гибели клеток НеЬа пероксидом водорода.
Пероксид водорода стимулирует митохондриальную продукцию АФК
Участие митохондриальных АФК в передаче апоптозного сигнала между клетками
Окислительный стресс вызывает фрагментацию митохондриального ретикулума.
Деградация поврежденных митохондрий при окислительном стрессе.
ОБСУЖДЕНИЕ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


I, так называемым флавопротеидом i , содержащим один, сильно модифицированный железосернистый центр. Рис. Модель функционирования комплекса I в реакциях с естественными акцепторами электронов. Толщина стрелок, указывающих пути переноса электронов, условно соответствует скоростям отдельных реакций. Рисунок с небольшими изменениями взят из статьи Л. Д. Виноградова и В. Показано, что ингибирование комплекса I с помощью ротенона вызывает генерацию АФК интактными митохондриями, окисляющими зависимые субстраты пируват или глутамат с малатом, и субмитохондриальными частицами, окисляющими vi , i . В интактиых митохондриях ротенон индуцированная генерация АФК требует высокой степени восстановленности редокспереносчиков, предшествующих участку связывания ротенона в последовательности реакции переноса электронов. Это следует из результатов измерения рсдокспотенциала пиридиновых нуклеотидов в матриксе митохондрий v . Например, генерацию АФК можно вызвать ингибированием дыхательной цепи на уровне комплекса III, или удалением цитохрома с, или ингибируя цитохромоксидазу i . Все эти воздействия приводят к сверхвосстановлению митохондриальных редокс центров и переносчиков, что и требуется для генерации АФК v . АФК i v . Активность комплекса I снижается в опытах с индукцией окислительного стресса i viv и i vi. В опытах i vi активность комплекса I могут ингибировать перекись водорода i Vii , гидроксильные радикалы i , и оксид азота i . В каждом из этих случаев происходит окисление тиолов приводящее к разрушению глутатиона, а также ингибированию активности первого комплекса, которая может быть восстановлена с помощью тиоловых антиоксидантов ii . Также показано, что истощение глутатиона в клетках приводит к избирательному ингибированию комплекса I . В свою очередь, тиоловые антиоксиданты могут увеличивать активность первого комплекса митохондрий, полученных из мозга старых мышей . В опытах i viv на крысах хроническое ингибирование комплекса I с помощью ротенона приводило к ярко выраженным симптомам болезни Паркинсона . Клеточная смерть i vi вызванная ротеноном больше коррелирует с его способностью повышать продукцию АФК, чем со способностью ингибировать дыхательную цепь. Так, показано, что ротенон в концентрации нМ полностью подавляет дыхание клеток линии НХС, в то время как окислительный стресс и гибель клеток ротенон вызывает в концентрациях выше 0 нМ i . Повышенная генерация ЛФК в комплексе I играет важную роль в ряде патологий, например ишемияреперфузия i , нейродегенеративные заболевания i . ii . Было показано, что вызванная ротеноном генерация АФК может приводить к апоптозу i . АФК в случае болезни Паркинсона . При исследовании комплекса I на субмитохондриальных частицах в лаборатории А. Д. Виноградова Виноградов А. Д. и Гривенникова В. Г. , было показано, что ротенон не может вызывать генерации АФК первым комплексом при физиологических концентрациях . Вероятно, генерация АФК в живых клетках является результатом специфической регуляции или альтернативного повреждения комплекса I, которые невозможно наблюдать в модельных системах i vi. Недавно было показано, что каспазозависимое расщепление субъединицы р первого комплекса может играть ключевую роль в процессе генерации АФК при апоптозе i . Более того, окислительное повреждение кардиолипина i . АФК первым комплексом дыхательной цепи митохондрий при ишемии и реперфузии сердца. I и II и передающий их далее через цитохром Ьу железосерный белок Риске и цитохром i на финальный акцептор электронов цитохром с. Убихинол переносит один электрон на РеБя сайт, ингибируемый миксотиазолом, при этом вблизи наружной поверхности внешней мембраны митохондрий образуется семихинои, который затем восстанавливает гем цитохрома .