$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Конечная цель обмена питательных веществ, чтобы аденозинтрифосфатом (АТФ). В mammalian клетках это происходит в митохондриях, двойной membraned органеллы, которые преобразуют энергию, запасенную в углерода в СПС. Начинается производство АТФ когда углерода сжигается в митохондриях, образуя два электрона перевозчиков, NADH и флавин аденин динуклеотид (ГВС2)1. NADH и ГВС2 затем окисляются, мульти Субблок дыхательных комплексов I и II, соответственно, и освобожденных электроны пролетах до терминала электрон акцептора молекулярного кислорода (2O) в комплекс IV1. Термодинамически благоприятные «спуск» передачи электронов2 O в конце цепи соединен к экспорту протонов в intermembrane пространство комплексы I, III и IV. Это создает градиент трансмембранных электрохимических протонов (Протон движущей силой), временная форма свободная энергия Гиббса, что постучал в комплекс V чтобы СПС2. Реакции переноса электрона в митохондриях не соединены идеально для производства АТФ. На различных этапах цикла Кребса и дыхательной цепи электроны могут преждевременно взаимодействовать с O2 к форме рос3. O2● - и H2O2наиболее биологически соответствующих ROS, порожденных митохондрий. Хотя O2● - часто считается проксимальной ROS, образованный митохондрий, очевидно теперь сайты производства образуют смесь O2● - и H2O2, который связан с бесплатно радикальные химии Флавин протезов группы4,5. На высоком уровне рос может быть опасным, повреждения биологических компонентов, необходимых для функции клеток, что приводит к окислительным дистресс6. Однако в низкой суммы, митохондриальных ROS выполнять жизненно важные функции сигнализации. Например H2O2 выхода из митохондрий было вовлечено в управление активации Т-клеток, стресс сигнализации (например, индукции Nrf2 сигнальных путей), индукции пролиферации и дифференцировки, Инсулин сигнализации и релиз и кормление поведение7. Значительный прогресс был достигнут в понимании сигнальные функции рос. Однако важные вопросы все еще остаются в отношении которой ферментов митохондрий служат наиболее важными источниками и как контролируется производства.
ROS релиза на веб-сайте производства зависит от нескольких факторов: 1) концентрация жертвуя электрон, 2 редокс состояние электрона пожертвования сайта, 3) доступ кислорода, и 4 концентрации и тип окислением субстрата3, сайта 8 , 9. в митохондриях, другие факторы, как концентрация NADH и мембранный потенциал силы также влияют ROS производства8,10. Например уровень O2●-/ h2O2 производства очищенной PDHC или KGDHC увеличивается с растущей NADH доступности5,11. В этом случае электроны текут назад от НАДН в Причуды центр E3 субъединица PDHC или KGDHC, на сайте O2●-/ h2O2 производства12. Аналогично предоставление NAD+ имеет противоположный эффект, уменьшение ROS освобождение от KGDHC12. Таким образом контроль входа или выхода электронов от мест его производства Рос может изменить, сколько O2●-/ h2O2 образуется. Например блокирование субъединица2 E PDHC или KGDHC с ИПЦ-613, липоевая кислота, аналоговый, результаты в почти 90% снижение O2●-/ h2O2 производство13. Аналогичные результаты могут быть получены с химической S-glutathionylation катализаторов, diamide и Дисульфирам, которые почти упразднить O2●-/ h2O2 производства PDHC или KGDHC через глагольных форм глутатиона на E 2 субъединицы14. Компромисс для блокирования потока электронов через субъединица2 E PDHC и KGDHC – это снижение производства NADH, которая уменьшает образование рос по электрон-транспортной цепи (например, комплекс III). Это также может снизить выход АТФ, электрон-транспортной цепи. В целом блокирование электрона вход к местам производства Рос может быть весьма эффективным средством контроля над O2●-/ h2O2 производства.
Митохондрии может содержать до 12 потенциальных O2●-/ h2O2 источники6. Большинство из этих сайтов, Флавин содержащие ферменты, которые генерируют смесь O2● - и H2O2. Использование различных субстрата и комбинации ингибитора позволили для идентификации которых дыхательных комплексов и митохондриальной дегидрогеназ служить высокой емкости O2●-/ h2O2 формирования участков в 3различных тканей. Было показано, что PDHC и KGDHC служить высокой емкости O2●-/ h2O2 излучающих сайтов в мышцах и печени митохондрий13,15. Однако остаются некоторые трудности в отношении рассмотрения O2●-/ h2O2 образующих потенциал отдельных участков в митохондриях и влияния, которые различные субстрата и комбинации ингибитора на деятельность ферментов. Это связано с наличием нежелательных побочных реакций (например, формирование O2●-/ h2O2 сайтов помимо фермента интерес), загрязняя эндогенного питательных веществ (например,жирные кислоты) или органеллы (например, пероксисомы, которые также образуют O2●-/ h2O2) и использование ингибиторов, которые отсутствие избирательности, и/или использование соединений, которые не полностью тормозят производство рос. Некоторые ингибиторы могут также изменить митохондриальной биоэнергетики и направление потока электронов, и это изменяет ROS релиз от других мест производства и смешивает результаты. Абсолютная тарифы заO2●-/ h2O2 релиз от отдельных участков в митохондриях также трудно определить из-за высокой концентрации O2● - и H2O2 ликвидация ферментов в матрицу и intermembrane пространстве. Таким образом ликвидация любых конкурирующих реакций, которые могут мешать O2●-/ h2O2 релиз измерений могут быть полезны при определении высокой емкости O2●-/ h2O2 формирование сайтов.
Здесь мы представляем простой метод, который позволяет одновременное рассмотрение O2●-/ h2O2 производство и формирование NADH, очищенный дегидрогеназ Флавин зависимых. С помощью очищенные ферменты, нежелательные ROS, образуя побочных реакций и рос, унижающего достоинство ферменты могут быть устранены позволяет для более точного измерения родной O2●-/ h2O2 производства ставок для отдельных flavoenzymes. Этот метод может использоваться непосредственно сравнивать O2●-/ h2O2 формирования потенциала различных очищенный дегидрогеназ или потенциальным участкам ингибиторы экрана O2●-/ h2O выпуск 2 . Наконец измерения O2●-/ h2O2 и НАДН производства одновременно может позволить для реального времени оценки взаимосвязи между ферментативной активности и способности релиз рос.