Az intermedier anyagcsere és a szabadgyökképzés kapcsolata izolált idegvégkészülékekben és mikroglia sejtekben.
Angol cím
Correlation between intermediary metabolism and free radical formation in isolated nerve endings and in microglial cells
zsűri
Idegtudományok
Kutatóhely
Biokémiai Tanszék (Semmelweis Egyetem)
résztvevők
Ádám Veronika Dóczi Judit Sipos Ildikó Törőcsik Beáta
projekt kezdete
2004-01-01
projekt vége
2008-12-31
aktuális összeg (MFt)
6.037
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
Izolált idegvégkészülékeken végzett kísérleteink alapján valószínűsítettük, hogy citrát-kör alfa-ketoglutarát dehidrogenáz enzimének szerepe lehet a reaktív oxigénszármazékok (ROS) képzésében. Ezt a feltételezést izolált enzimen végzett vizsgálatokkal megerősítettük. Megállapítottuk, hogy a ROS képzést a hipoxiás körülmények között észlelhető NADH/NAD arány növekedés erősen stimulálja. Vizsgáltuk a NADH-t termelő citrát-köri szubsztrátokkal, illetve a szukcináttal légző mitokondriumok ROS-képző tulajdonságait, a mitokondrium membránpotenciál és a ROS termelés közötti összefüggést. Rámutattunk, hogy a kvalitatíven is különböző irodalmi eredmények oka a preparátumok eltérő membránpotenciál-ja. Karakterizáltuk a mitokondrium-citoszól kapcsolatban fontos szerepet játszó glicerofoszfát inga működése során az alfa-glicerofoszfát (a-GP) mitokondriális oxidációja során képződő hidrogén peroxid keletkezési mechanizmusát, és megállapítottuk, hogy az a-GP ROS-képzése történhet mind reverz elektron transzporttal, mind pedig magán az alfa-glicerofoszfát dehidrogenáz (a-GPDH) enzimen. Kimutattuk, hogy az a-GPDH-n történő ROS-képzés jelentősen stimulálható a citoplazmatikus [Ca2+] fiziológiás tartományban történő emelésével. Megállapítottuk, hogy az idegvégkészülékekben „in situ” elhelyezkedő mitokondriumok ROS képzése a membránpotenciál csökkentésével nem befolyásolható, mely eredmény nem támasztja alá a membránpotenciál csökkentésére alapozott neuroprotekció elméletét.
kutatási eredmények (angolul)
Our group demonstrated that Krebs cycle enzyme alpha-ketoglutarate dehydrogenase (a-KGDH) was able to generate H2O2 and thus, could be a source of reactive oxygen species (ROS) in mitochondria. ROS production was stimulated by the high NADH/NAD ratio mimicking hypoxic conditions. Relationship between ROS formation and mitochondrial membrane potential (mMP) was studied in isolated mitochondria respiring on NADH-linked substrates and succinate. The rate of H2O2 formation with NADH-linked substrates was sensitive to changes in mMP only in highly polarized mitochondria, while mMP could determine both the mechanism and the intensity of ROS generation in succinate-supported mitochondria. Alpha-glycerophosphate (a-GP) shuttle has a role in the oxidation of cytosolic NADH in mitochondria. We suggest that oxidation of a-GP leads to ROS generation both by reverse electron transport (RET), and by the direct ROS formation on the a-GP-dehydrogenase (a-GPDH) enzyme. In a-GP-supported mitochondria activation of a-GPDH by Ca2+ leads to an accelerated RET-mediated ROS generation as well as to a stimulated ROS production on the a-GPDH. In nerve terminals we tested whether ROS generation by „in situ” mitochondria, functioning in a normal cytosolic environment and oxidize glucose-derived substrates, is also dependent on changes in mMP. Basal ROS generation by „in situ” mitochondria is not sensitive to changes in mMP, challenging the rational of the „mild uncoupling” theory for neuroprotection.
Free radical production in mitochondria interferes with the metabolism of microglial cells: L. Tretter, G. Krizsán and V. Adam-Vizi, 30th FEBS Congress 9th IUBMB Conference Posters with late abstractsubmission O1-104P - Poster presentation, 2005
Tretter L., Adam-Vizi V: Generation of reactive oxygen species in the reaction catalyzed by alpha-ketoglutarate dehydrogenase., J Neurosci. 2004 ;24(36):7771-8., 2004
Tretter L, Sipos I, Adam-Vizi V.: Initiation of neuronal damage by complex I deficiency and oxidative stress in Parkinson's disease, Neurochem Res. 2004 Mar;29(3):569-77. Review., 2004
Sipos H, Torocsik B, Tretter L, Adam-Vizi V.: Impaired regulation of pH homeostasis by oxidative stress in rat brain capillary endothelial cells., Cell Mol Neurobiol. 2005 Feb;25(1):141-51., 2005
Tretter L, Adam-Vizi V.: Alpha-ketoglutarate dehydrogenase: a target and generator of oxidative stress., Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2005 Dec 29;360(1464):2335-45, 2005
Tretter L, Liktor B, Adam-Vizi V.: Dual effect of pyruvate in isolated nerve terminals: generation of reactive oxygen species and protection of aconitase., Neurochem Res. 2005 Oct;30(10):1331-8., 2005
Tretter L, Adam-Vizi V.: Moderate Dependence of ROS Formation on DeltaPsim in Isolated Brain Mitochondria Supported by NADH-linked Substrates., Neurochem Res. 2006 Aug 24; [Epub ahead of print, 2006
Tretter L, Mayer-Takacs D, Adam-Vizi V.: The effect of bovine serum albumin on the membrane potential and reactive oxygen species generation in succinate-supported isolated brain mitochondria., Neurochem Int. 2007 Jan;50(1):139-47. Epub 2006 Sep 11, 2006
Tretter, Laszlo; Takacs, Katalin; Hegedus, Vera; Adam-Vizi, Vera: Characteristics of α-glycerophosphate-evoked H2O2 generation in brain mitochondria, Journal of Neurochemistry; Feb2007, Vol. 100 Issue 3, p650-663, epub ahead of print 2006, 2006
Tretter L., Takacs K., Kover K., and Adam-Vizi V.: Stimulation of H(2)O(2) generation by calcium in brain mitochondria respiring on alpha-glycerophosphate., J. Neurosci Res 85, 3471-3479., 2007
Tretter L., and Adam-Vizi V.: Uncoupling is without an effect on the production of reactive oxygen species by in situ synaptic mitochondria., J Neurochem 103, 1864-1871., 2007
