Изучение влияния новых производных гидроксибензойной кислоты на дыхательную функцию митохондрий клеток

Оглавление
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ 6
1.1 Обзор окислительного фосфорилирования 6
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 23
2.1. Перечень используемых реактивов 23
2.2. Список использованного оборудования 23
2.3. Схема эксперимента 24
2.4. Подготовка к эксперименту 25
2.4.1. Протокол выделения лимфоцитов 25
2.4.2. Подсчёт клеток в камере Горяева 26
2.4.3. Протокол подготовки клеточной культуры для полярографического метода 27
2.4.4. Приготовление реактивов 28
2.4.5. Протокол подготовки электрода 29
2.4.6. Протокол калибровки прибора 30
2.5. Экспериментальная часть 30
2.5.1. Методика определения дыхательной функции митохондрий клеток 30
2.6. Статистическая обработка данных 31
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 32
3.1. Результаты исследований, проведённых на лимфоцитах 32
3.1.1. Сравнение скорости потребления кислорода интактными лимфоцитами и повреждёнными перекисью водорода 32
3.1.1. Сравнение основных показателей дыхания интактных лимфоцитов и обработанных перекисью водорода 34
3.1.1. Влияние разных концентраций производных гидроксибензойной кислоты на базальное дыхание лимфоцитов, повреждённых перекисью водорода 36
3.1.2. Влияние разных концентраций производных гидроксибензойной кислоты на базальное дыхание интактных лимфоцитов 38
3.1.1. Влияние производных на основные показатели дыхания лимфоцитов, повреждённых перекисью водорода 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 43

Весь текст будет доступен после покупки

Митохондрии наиболее известны как место синтеза АТФ и необходимы для жизни эукариот. У них есть собственный геном, но подавляющее большинство митохондриальных белков кодируются ядерным геномом и импортируются в митохондрии. Митохондрии участвуют в важнейших метаболических путях и полностью интегрированы во внутриклеточные сигнальные пути, которые регулируют различные клеточные функции.
Помимо своей решающей роли в производстве АТФ, митохондрии также являются важным источником активных форм кислорода (АФК). АТФ генерируется путем скоординированной поэтапной передачи электронов на кислород с помощью ETC. Однако очень небольшая часть электронов утекает из ETC и реагирует непосредственно с кислородом, а не следует по этому скоординированному пути. В таком случае генерируются АФК, которые являются опасными, высокореактивными молекулами. Данные молекулы могут повредить мембраны, белки, ферменты и ДНК, что может привести к гибели клеток. Это также называется окислительным стрессом. Окислительный стресс все чаще признается важнейшим механизмом различных болезнетворных процессов. Защита от АФК – антиоксиданты.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ
1.1 Окислительное фосфорилирование.
Клеточный метаболизм включает использование углеводов, жиров и белков для синтеза энергии. Процессы катаболизма глюкозы (путем гликолиза и последующего окисления пирувата), жирных кислот (путем ?-окисления жирных кислот) и аминокислот (путем окислительного дезаминирования и трансаминирования) подробно рассмотрены в литературе. Молекулы, полученные в результате этих процессов, используются в цикле трикарбоновых кислот (ТСА) для создания субстратов, которые входят в ETC для окислительного фосфорилирования. [1,2].
ETC встроена в обширную внутреннюю мембрану митохондрии, в непосредственной близости от митохондриального матрикса, в котором локализован цикл ТСА. НАДН и ФАДН2, генерируемые циклом ТСА, отдают электроны ЭТЦ либо в Комплексе I (НАДН:убихиноноксидоредуктаза), либо в Комплексе II (сукцинатдегидрогеназа) соответственно (рис.1). Электроны от НАДН передаются убихинону (CoQ) через цепочку кофакторов, включая флавинмононуклеотид (FMN), за которым следуют семь кластеров железа-серы (FeS) с низким и высоким потенциалом в Комплексе I, чтобы войти в цикл Q, где CoQ восстанавливается до убихинола (QH2). Этот перенос электронов вызывает перекачку протонов Комплексом I из матрикса в межмембранное пространство. Хотя механизм, связывающий перенос электрона с накачкой протонов, остается неясным, одна гипотеза предполагает непрямую накачку двух протонов посредством конформационной связи и прямую накачку двух других протонов посредством окислительно- восстановительной реакции убихинона , в то время как другая гипотеза предполагает, что изменения в конформации Комплекса I определяют транслокацию протона. Независимо от точного механизма, перенос двух электронов от НАДН приводит к переносу четырех протонов [2].

Рисунок 1 Митохондриальное окислительное фосфорилирование (OXPHOS).
Электроны также попадают в ETC через Комплекс II, который является компонентом как цикла ТCА, так и ETC. Электроны, отданные от FADH 2, передаются последовательно в CoQ через FeS-кластер Комплекса II, аналогично Комплексу I. В отличие от Комплекса I, транспорт электронов в Комплексе II не сопровождается транслокацией протонов из матрикса в межмембранное пространство [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Nolfi-Donegan D., Braganza A., Shiva S. Mitochondrial electron transport chain: Oxidative phosphorylation, oxidant production, and methods of measurement //Redox biology. – 2020. – Т. 37. – С. 101674.
2. Zhao R. Z. et al. Mitochondrial electron transport chain, ROS generation and uncoupling //International journal of molecular medicine. – 2019. – Т. 44. – №. 1. – С. 3-15.
3. Уиллингем Т.Б., Маккалли К.К. Оценка митохондриальной дисфункции in vivo в клинических популяциях с использованием спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона //Границы физиологии. – 2017. – Т. 8. – С. 295351.
4. Layec G. et al. Reproducibility assessment of metabolic variables characterizing muscle energetics in vivo: a 31P-MRS study //Magnetic Resonance in Medicine: An Official Journal of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. – 2009. – Т. 62. – №. 4. – С. 840-854.
5. Befroy D. E. et al. Assessment of in vivo mitochondrial metabolism by magnetic resonance spectroscopy //Methods in enzymology. – 2009. – Т. 457. – С. 373-393.
6. Нагана Гауда Г.А., Абелл Л., Тиан Р. Расширение возможностей 1H ЯМР-спектроскопии для анализа клеточного кофермента А и ацетилкофермента А //Аналитическая химия. – 2019. – Т. 91. – №. 3. – С. 2464-2471.
7. Чен И.Ю., Ву Дж. Молекулярная визуализация сердечно-сосудистой системы: фокус на клиническую интерпретацию // Кровообращение. – 2011. – Т. 123. – №. 4. – С. 425-443.
8. Al Badarin F. J., Malhotra S. Diagnosis and prognosis of coronary artery disease with SPECT and PET //Current cardiology reports. – 2019. – Т. 21. – С. 1-11.

Весь текст будет доступен после покупки