Protein profiling, metabolic enzymes and transmembrane signaling in the heart of spontaneously hypertensive SHR-Tg19 rat

Abstract

Kardiovaskulární nemoci jsou nejčastější příčinou smrti jak na celém světě, tak v České republice. Hlavní faktory přispívající k rozvoji srdečních onemocnění, kromě věku a pohlaví, jsou obezita, vysoký krevní tlak a vysoká hladina cholesterolu a triglyceridů v krvi. Spontánně hypertenzní potkan (SHR) byl vyvinut a používán k vyhledávání genetických determinant těchto projevů. Tento běžně používaný potkaní model rozvíjí hypertenzi, dyslipidemii a inzulínovou rezistenci díky abnormálnímu genu translokázy mastných kyselin Cd36. Předchozí studie ukázaly, že transgenní oprava Cd36 u kmene SHR-Tg19 zlepšuje činnost beta-adrenergního systému v srdci, mírně zvyšuje srdeční hmotnost a vede ke zvýšení náchylnosti k arytmiím. Tato práce měla dva hlavní cíle: 1) Zjistit, zda a jak transgenní náhrada Cd36 v SHR ovlivňuje proteinové složení, mitochondriální funkci a aktivitu vybraných metabolických enzymů srdce. 2) Studovat expresi a distribuci vybraných složek beta-adrenergního signálního systému v lipidových raftech izolovaných pomocí solubilizace membrán detergentem TX-100. Rozhodli jsme se porovnat dva běžně používané proteomické přístupů, 2D elektroforézu spojenou s MALDI-TOF hmotnostní spektrometrií a tzv. label-free LC-MS. Výsledky neukázaly překryv mezi odlišně exprimovanými proteiny identifikovanými...

Cardiovascular diseases account for the majority of deaths both worldwide and in the Czech Republic. Main factors contributing heart disease development, aside age and sex, are obesity, high blood pressure and high blood cholesterol and triglyceride levels. Spontaneously hypertensive rat (SHR) was developed and used for search of genetic determinants of these traits. This commonly used rat model develops hypertension, dyslipidemia, and insulin resistance naturally which is caused by aberrant Cd36 fatty acid translocase gene. Previous studies have shown that rescue of Cd36 performed in the transgenic SHR-Tg19 strain enhances cardiac beta-adrenergic system, slightly increases heart mass and leads to higher susceptibility to arrhythmias. The present thesis had two main aims: 1) To investigate whether and how a transgenic rescue of Cd36 in SHR affects protein composition, mitochondrial function and activity of selected metabolic enzymes of the heart. 2) To study the expression and distribution of selected components of beta-adrenergic signaling system in lipid raft isolated form membranes using the TX-100 detergent. We set to compare two commonly used proteomic approaches, 2D electrophoresis with MALDI-TOF mass spectrometry and label-free LC-MS. The results did not reveal any overlap between...