Metabolomická analýza napadení mitochondrií volnými radikály

Abstract

Introduction: Mitochondria are considered to be one of the major producers of reactive oxygen and nitrogen molecules. Excessive free radical production leads to modificiation of biomolecules and to cell and tissue damage. Peroxynitrite formed in vivo from nitric oxide and superoxide is considered to be a strong oxidizing and nitrating agent. The identification and characterization of modified biomolecules is therefore important for the understanding of the role of free radicals in cellular metabolism. The aim of study: The aim of this work was to study the effects of reactive oxygen and nitrogen molecules on isolated beef heart mitochondria. Material and methods: In order to study the mechanisms of oxidative damage, isolated mitochondria were exposed to peroxynitrite and tert-butyl hydroperoxide. The dynamics of oxidative damage to mitochondria were monitored by the determination of selected markers of oxidative stress: reactive aldehydes, protein carbonyls, 3-nitrotyrosine and lipofuscin-like pigments. Mitochondrial proteins were separated by 2D electrophoresis and the presence of 3-nitrotyrosine in proteins was confirmed by mass spectrometry. Results and discussion: Both of the oxidizing agents used showed a different mechanism of action and caused damage of proteins with different molecular...

Úvod: Mitochondrie jsou považovány za jedny z hlavních producentů reaktivních molekul kyslíku a dusíku. Nadměrná produkce volných radikálů vede k modifikaci biomolekul a k poškození buněk a tkání. Peroxynitrit vznikající in vivo z oxidu dusnatého a superoxidu je považován za silné oxidační a nitrační činidlo. Identifikace a charakterizace modifikovaných biomolekul je proto důležitá pro pochopení role volných radikálů v buněčném metabolizmu. Cíle práce: Cílem předkládané práce bylo studium účinků reaktivních molekul kyslíku a dusíku na mitochondrie izolované z hovězího srdce. Materiál a metody: Za účelem studia mechanizmů oxidačního poškození byly mitochondrie izolované z hovězího srdce exponovány peroxynitritu a terc-butylhydro- peroxi du. Dynamika oxidačního poškození mitochondrií byla sledována stanovením vybraných markerů oxidačního stresu: reaktivních aldehydů, karbonylovaných proteinů, 3-nitrotyrosinu a lipofuscinoidních pigmentů. Mitochondriální proteiny byly separová-ny pomocí 2 D elektroforézy a přítomnost 3-nitrotyrosinu byla potvrzena metodami hmotnostní spektrometrie. Výsledky a diskuse: Obě použitá oxidační činidla vykazovala jiný mechanizmus působení a vyvolala modifikace proteinů s různými molekulovými hmotnostmi. Proteomické techniky identifikovaly aminokyselinové sekvence v...