The involment of mitochondrial-derived nitrogen radicalis and mitoK-ATP channels in the regulation of organelle function  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49621
Type K
Principal investigator Lacza, Zsombor
Title in Hungarian Mitokondriális eredetű nitrogén szabadgyökök és ATP-függő K-csatornák szerepe az organellum működésében
Title in English The involment of mitochondrial-derived nitrogen radicalis and mitoK-ATP channels in the regulation of organelle function
Panel Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent Clinical Research Dept. (Semmelweis University)
Participants Csordás, Attila
Horváth, Eszter Mária
Pankotai, Eszter
Szabó, Csaba
Starting date 2005-02-01
Closing date 2009-12-31
Funding (in million HUF) 7.476
FTE (full time equivalent) 5.91
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Elsőként a mitoKATP csatornák alegységeit terveztük azonosítani humán szív mintákon. A kísérletek során megbizonyosodtunk afelől, hogy a korábban ilyen csatornáknak gondolt fehérjék nincsenek jelen megfelelő számban és formában a mitokondriális membránokban, ezért a nem valószínű hogy a mitokondirális ATP-függő kálium áramokat valós mitoKATP csatornák folytatnák.A mitokondriális NO szintáz (mtNOS) enzimrendszer vizsgálata azonban nem várt új felfedezésekhez vezetett. Az előkísérletekben is bemutatott, a pályázat során több fajra és szövetre (ember, egér, patkány, malac, szív, agy és máj) kiterjesztett, több párhuzamos módszerrel nyert eredményeink szerint bizonítottuk, hogy a feltételezett mtNOS nem azonos egyik ismert NOS variánssal sem. Megállapítottuk hogy a mitokondriális légzési lánc ubiquinon ciklusának működése mentén keletkező nitrogén gyökök azok, amelyeket korábban a mtNOS-nak tulajdonítottak.A reakcióút pontosabb tisztázása végett mitokondriumokat oxidatív stressznek vetettünk alá, ezzel fehérje modifikációt indukáltunk. Proteomikai módszerekkel (2D gélelektroforzis és tömegspektrometria) azonosítottuk nitrált és poly-ADP-rbozilált (PAR-ált) fehérjéket, köztük a mitokondirális dihidro-lipoamid dehidrogenázt amely a poliADP-riboziláció folyamatot is katalizálhatja. Kísérleteink ezzel egy teljesen új, független mitokondriális reakcióutat tártak fel. További kísérleteink a mitokondriális nitrogén monoxid metabolizmus és a cukorbetegség kapcsolatát vizsgálták.
Results in English
Our experimental findings indicated that there previously suspected potential mitoKATP channel subunits are not present in the required format and amount in human heart mitochondria, therefore, they cannot play a role in K fluxes. We extended our preliminary results about the nature of the putative mitochondrial NO synthase (mtNOS) to several species and tissues (human, mouse, rat, pig, heart, brain and liver) and concluded that mtNOS is not a variant of any known NOS enzymes. Mitochondria are capable of producing significant amounts of nitrogen radicals through the catalyzation of nitrosothiol release by the ubiquinon cycle of the respiratory chain. Subjecting mitochondria to oxidative stress resulted in the nitration and poly-ADPribosylation (PARylation) of proteins. Proteomic identification of the affected molecules revealed that dihydrolipoamide-dehydrogenase is PARylated and may act as a polyADP-ribose-polymerase (PARP). Thus, we uncovered a completely new and independent mechanism of mitochondrial nitrosative stress, which is catalyzed by enzymes of the respiratory chain. Then, we concentrated our efforts on the potential role of mitochondrial oxidants in pathological reactions such as diabetes.
Full text http://real.mtak.hu/2010/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Zsombor Lacza, Eszter Pankotai, Attila Csordás, Gerald Wolf, Márk Kollai, Csaba Szabó, David W. Busija, Thomas F.W. Horn: Mitochondrial nitrogen radical synthesis by a NOS-independent mechanism, Proceedings of the Mitochondrial Physiology Society, 2005
Z. Lacza, A. Csordás, E. Pankotai, Z. Sárszegi, A. Cziráki, M. Kollai, C. Szabó: Human heart mitochondria do not produce nitric oxide, Shock 23(suppl. 2): 228, 2005
Kiss Levente, Módis Katalin, Chen Min, Gerő Domokos, Lacza Zsombor, Kollai Márk, Szabó Csaba: A 7-ketokoleszterin hatásai endotélsejt poli-(ADP-ribóz) polimeráz (PARP) enzimének aktivációjára és endotélfüggő vazorelaxáns folyamatokra., Cardiologia Hungarica, Suppl. A, 2005
Tóth Zsámboki Emese, Préda István, Horváth Eszter, Vargová Katarina, Pankotai Eszter, Csóti Éva, Lacza Zsombor, Kiss Róbert Gábor, Kollai Márk, Szabó Csaba: Poli-ADP-ribóz-polimeráz-1 (PARP-1) aktiváció kialakulása akut miokardiális infarktus, illetve primer perkután koronária intervenció kapcsán. A miokardialis szöveti prote, Cardiologia Hungarica, Suppl. A, 2005
Pacher Pál, Xiao Chun-Yang, Zsengellér Zsuzsanna, Cziráki Attila, Chen Min, Kiss Levente, Lacza Zsombor, Kollai Márk, Szabó Csaba: PARP aktiváció csökkenti a nyomás-túlterhelés és kardiotoxikus szerek által kiváltott szívelégtelenséget rágcsálókban, Cardiologia Hungarica, Suppl. A, 2005
Csordás Attila, Pankotai Eszter, Sárszegi Zsolt, Cziráki Attila, Kollai Márk, Szabó Csaba, Lacza Zsombor: Humán szív mitokondriumok nem termelnek nitrogén monoxidot, Cardiologia Hungarica, Suppl. A, 2005
L. Kiss, R. Benkő, E. Kovács, T. Szerafin, K. Módis, M. Kollai, C. Szabó, Z. Lacza: Improving human mammary artery functionality by vasodilators and PARP inhibitors, Cardiologia Hungarica, Suppl. B, 2005
Z. Lacza, A. Csordás, E. Pankotai, E. Kovács, A. Cziráki, Z. Sárszegi, M. Kollai, D. W. Busija, C. Szabó: A novel pathway of reactive nitrogen species production by heart mitochondria., Cardiologia Hungarica, Suppl. B, 2005
Z Lacza, I Hornyak: Method for stabilization of S-nitrosoglutathione and composition prepared by the same, szabadalmi bejelentés, 2008
Z Lacza, I Hornyak: Pharmaceutical composition comprising S-nitrosoglutathione and polysaccharide, szabadalmi bejelentés, 2008
D. W. Busija, Z. Lacza, N. Rajapakse, K. Shimizu, B. Kis, F. Bari, F. Domoki and T. Horiguchi: Humán sz Targeting mitochondrial ATP-sensitive potassium channels—a novel approach to neuroprotection ív mitokondriumok nem termelnek nitrogén monoxidot, Brain Research Reviews 46: 282-294, 2005
Z Lacza, E Pankotai, A Csordás, D. Gerő, L. Kiss, E. M. Horváth, M Kollai, D. W. Busija, C. Szabó: Mitochondrial NO and reactive nitrogen species production: does mtNOS exist?, Nitric Oxide - Biology and Chemistry 14(2): 162-168, 2005
Z Lacza, E. M. Horváth, E Pankotai, A Csordás, M Kollai, C. Szabó, D. W. Busija: The novel red-fluorescent probe DAR-4M measures reactive nitrogen species rather than NO, Journal of Pharmacological and Toxicological Methods 52(3): 335-340, 2005
ZSOMBOR LACZA, ANDREY V. KOZLOV, ESZTER PANKOTAI, ATTILA CSORDÁS, GERALD WOLF, HEINZ REDL, MÁRK KOLLAI, CSABA SZABÓ, DAVID W. BUSIJA, THOMAS F.W. HORN: Mitochondria produce reactive nitrogen species via an arginine-independent pathway, Free Radical Research, 2006
Ihnat MA, Thorpe JE, Kamat CD, Szabó C, Green DE, Warnke LA, Lacza Z, Cselenyák A, Ross K, Shakir S, Piconi L, Kaltreider RC, Ceriello A.: Reactive oxygen species mediate a cellular 'memory' of high glucose stress signalling., Diabetologia. 2007 Jul;50(7):1523-31 A, 2007
A. Csordás, E. Pankotai, J. A. Snipes, A. Cselenyak, Z. Sárszegi, A. Cziráki, B. Gaszner, L. Papp, R. Benkő, L. Kiss, E. Kovács, M. Kollai, C. Szabó, D. W. Busija, Z. Lacza: Human heart mitochondria do not produce physiologically relevant quantities of nitric oxide, Life Sciences 80:633-7, 2009
A.B. Seabra, E. Pankotai, M. Fehér, Á. Somlai, L. Kiss, L. Bíró, C. Szabó, M. Kollai, M. G. de Oliveria, Z. Lacza: S-nitrosoglutathione-containing hydrogel increases dermal blood flow in streptozotocin-induced diabetic rats, British Journal of dermatology, 156(5):814-8, 2009
E. Pankotai, Z. Lacza, M. Murányi, C. Szabó: Intra-mitochondrial poly(ADP-ribosyl)ation: potential role for alphaketoglutarate dehydrogenase, Mitochondrion, 2009
Molnar A, Toth A, Bagi Z, Papp Z, Edes I, Vaszily M, Galajda Z, Papp JG, Varro A, Szuts V, Lacza Z, Gero D, Szabo C.: Activation of the poly(ADP-ribose) polymerase pathway in human heart failure, Molecular Medicine 12(7-8): 143-52, 2009
Z. Lacza, E. Pankotai, D.W. Busija: Mitochondrial nitric oxide synthase: current concepts and controversies, Frontiers in Bioscience, E1:218-225, 2009



Back »