Stabilization of tetrahidrobiopterin concentration and optimization of nitric oxide synthesis by ascorbate and thiol compounds in placentae of normal and preeclamtic pregnancies
Tetrahidrobiopterin koncentráció stabilizálása és nitrogén oxid szintézis optimalizálása aszkorbáttal és tiol vegyületekkel normális és preeclampsiás terhesek placentájában
Title in English
Stabilization of tetrahidrobiopterin concentration and optimization of nitric oxide synthesis by ascorbate and thiol compounds in placentae of normal and preeclamtic pregnancies
Panel
Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent
Dept. of Molecular Biology (Semmelweis University)
Participants
Gidai, János Kukor, Zoltán Valent, Sándor
Starting date
2003-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
9.212
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Kísérleteinkben azt vizsgáltuk meg, hogy aszkorbát (ASC) és glutation (G-SH) milyen szerepet játszhatnak (1) az NO szintázok (NOS) tetrahidrobiopterin koenzimének (BH4) stabilizálásában, (2) az NO felszabadításában nitrozótiolokból illetve glicerintrinitrátból (GTN) és (3) a normális perfúzió fenntartásában egészséges és kóros placentákban. A BH4 autooxidáció miatt gyorsan inaktiválódik. Kimutattuk, hogy mind ASC mind GSH koncentráció-függő módon gátolja a BH4 autooxidációját. Az ASC gátlás (szemben a GSH gátlással) nem hőmérsékletfüggő. Az ASC hatás mechanizmusa a •BH3 gyök gyors visszaredukálása BH4-é. A GSH támadáspontja elsősorban a qBH2 (kinoidális BH2) átalakítása BH4-é. Az ASC és a GSH eltérő hatásmechanizmusát megerősítette a két vegyület protektív hatásának additivitása. Terhesség-indukálta hipertóniában a placenta ASC és tiol tartalmának csökkenését találtuk. Az NO kémiai felszabadításának egy további lehetőségeként megfigyeltük, hogy ASC mobilizálja az NO-t stabil nitzozótiolokból, így nitrozóglutationból (GSNO). Spektrális vizsgálataink egyértelműen bizonyították, hogy ASC GTN-ből vagy nitritből vagy GSNO-ból, akár oxihemoglobin akár methemoglobin jelenlétében NO-t tesz szabaddá. A hatásmechanizmusban fontos a deoxihemoglobin képződése és ciklusos újraképződése ASC és kataláz jelenlétében. A GTN-ből, nitritből és GSNO-ból ASC illetve ditionit jelenlétében, hemoglobin hatására történő NO képződés mechanizmusának számos részletét feltártuk.
Results in English
The aim of our experiments was to clarify the roles of ascorbate (ASC) and glutathione (GSH) (I) in the stabilization of tetrahydrobiopterin coenzyme (BH4) of NOS, (II) in the release of NO from nitrosothiols and glyceryltrinitrate (GTN) and (III) in the maintenance of normal placental perfusion. The results indicated a concentration dependent inhibition of BH4 autooxidation both by ASC and GSH. Inhibition by ASC (but not by GSH) was independent from temperature . The mechanism of ASC action is a rapid reduction of •BH3 radical back to BH4. GSH seems to promote primarily the reduction of qBH2 (quinoidal BH2) to BH4. The differential mechanism of action of ASC and GSH was confirmed by demonstrating their additive effect. In cases of pregnancy-induced hypertension we observed decreases of ASC and thiol contents of the placenta. As a further possibility for chemical liberation of NO, we found that ASC can mobilize NO from stable nitrosothiols, including nitrosoglutathione (GSNO). We provided evidence that ASC is able to release NO from GTN or nitrite or GSNO in the presence of either oxyhemoglobin or methemoglobin. A unique feature of the mechanism of this ASC effect is the formation and cyclic renewal of deoxyhemoglobin in the presence of catalase. In addition, our experiments elucidated numerous details of hemoglobin-stimulated NO formation in response to ASC or dithionite, from GTN, nitrite and NO-thiols, respectively.
Sandor Valent, Miklós Tóth: Spectrophotometric analysis of the protective effect of ascorbate against sponaneous oxidation of tetrhydrobioptein, The International J. Biochemistry and Cell Biology, 2004
Miklós Tóth: Tetrahydrobiopterin and NOS, Semmelweis Symposium Budapest, Program, 2006
Sandor Valent, Miklós Tóth: Activation energy determinations suggest that thiols reverse autooxidation of tetrahydrobiopterin by a different mechanism than ascorbate, The International J. Biochemistry and Cell Biology, 2006
