Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Nitrik Oksit ve hücreler arası Elektron Paramanyetik Rezonans Spektroskopisi ile süperoksit Radikal Anyon tespiti Spin Tuzakları kullanarak

Published: August 18, 2012 doi: 10.3791/2810

Summary

Elektron paramanyetik rezonans (EPR) spektroskopisi demir (II)-N-metil-D-glukamin ditiokarbamat, Fe (MGD) kullanılarak, insan nötrofil gelen sığır aort endotelyal hücreler ve süperoksit anyon radikal nitrik oksit tespit etmek için kullanılmıştır

Abstract

Düşük konsantrasyonlarda reaktif nitrojen / oksijen türlerinin (ROS / RNS) sinyalizasyon, hücre fonksiyonunu düzenlenmesinde önemli bir rol oynayabilir ve bağışıklık yanıtı ancak düzenlenmemiş konsantrasyonlarda hücre canlılığı 1, 2 için zararlıdır. Canlı sistemlerde ROS üretimi düzenleyen endojen ve diyet antioksidan savunma mekanizmaları ile büyürken, ROS normal oksijen metabolizmasının yan ürünleri doğal olarak sürekli olarak üretilir ve protein fonksiyon kaybı, DNA bölünme veya lipid sonuçlanan biyomoleküllere oksidatif hasara neden olabilir peroksidasyonu 3 ve sonuçta hücre hasarına ya da ölüme yol açan 4 oksidatif stres.

Süperoksit radikal anyonu (O 2 • -) gibi peroksinitrit ve radikal hidroksil gibi biyolojik sistemler mevcut olduğu bilinmektedir en çok oksitleyici türler bazı önemli öncüsüdür. O 2 kuşak • - dolayısıyla oksidatif patlama ilk işareti işaret ve its algılama ve / veya biyolojik sistemler sekestrasyon önemlidir. Bu gösteri de, O 2 • - polimorfonükleer nötrofiller (PMN) elde edildi. Forbol-12-miristat-13-asetat (PMA) ile kemotaktik uyarılması yoluyla, PMN O 2 • üretir - nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) oksidaz 5 aktivasyonu yoluyla.

Üç izoformları gelir nitrik oksit (NO) sentaz, indüklenebilen-, nöronal-ve endotel-NOS veya iNOS, nNOS ve eNOS, sırasıyla, NO 6 üretmek için, NADPH ile, L-sitrulin, L-arjininin dönüşüm katalize olarak . Burada, endotel hücrelerinden NO oluşturulur. Oksidatif stres koşulları altında, örneğin eNOS O 2 • NO üreten geçiş yapabilirsiniz - Heme 7 veya co-faktör, tetrahidrobiyopterin (BH 4) 8 oksidasyonu neden olduğuna inanılan ayrılmasının adı verilen bir süreç içinde.

Sadece birkaç vardırancak biyolojik sistemlerde serbest radikallerin saptanması için güvenilir yöntemler özgüllük ve duyarlılığı ile sınırlıdır. Sıkma bindirme yaygın olarak serbest radikallerin belirlenmesi için kullanılan ve elektron paramanyetik rezonans (EPR) spektroskopi ile tespit edilebilir bir kalıcı sıkma adükt oluşturan bir spin tuzağı bir radikal ilavesiyle reaksiyon kapsamaktadır. Çeşitli radikal adducts oluşturulmakta radikalleri tespit etmek ve radikal üretiminin 9 doğasına ve kinetik hakkında bilgi zenginliği sağlayabilir kullanılabilir ayırt edici spektrumu sergilemesi.

Siklik nitrones, 5,5-dimetil-pirolin-N-oksit, DMPO 10, fosforil-ikameli DEPMPO 11 ve ester-ikameli, EMPO 12 ve 13 BMPO, yaygın olarak dönme tuzağı olarak kullanılan edilmiştir - ikinci dönme adduct - tuzakları O 2 • için Uzun yarılanma ömrü sergileyerek. Demir (II)-N-metil-D-glukamin ditiokarbamat, Fe (MGD) 2 <Alt /> genel adükt oluşumu ve sıkma adükt 14 arasında yüksek stabilite yüksek oranlı NO bağlı olarak yakalamak için kullanılır.

Protocol

1. Sığır aort endotel hücreleri (BAEC) Kültür

  1. Uygun aseptik teknikler takip edildi.
  2. 37 antibiyotik olmayan bir su banyosu, sıcak ortamda ° C.

Not: orta 4.5 g / L D-glikoz ile fenol serbest Dulbecco'nun değiştirilmiş Eagle ortamı (DMEM) oluşur,% 10 fetal bovin serumu (FBS) ve 2.5 ile desteklenmiş 4 mM L-glutamin,% 1 olmayan amino asitler, mg / L endotelyal büyüme faktörü.

  1. Inkübatör gelen T75 şişeyi içeren hücrelerin çıkarın ve kapağı içine yerleştirmeden önce% 70 etanol ile balonun yüzeyi temizleyin.
  2. Bir aspiratör kullanarak eski orta çıkarın ve Dulbecco fosfat tamponu salin (DPBS) 5 ml iki kez yıkayın.
  3. Tripsin 2 ml ekleyin ve periyodik mikroskop altında incelerken ayırmak için hücreler için 4-5 dakika bekleyin.
  4. Orta 3 ml ekleyin ve tekrar tekrar ayrı t için bir pipet ile karıştırıno hücreleri ve hatta süspansiyon oluşturun.
  5. 5 dakika boyunca 121 g bir 15 ml tüpü ve santrifüj ile tripsin ile orta 5 ml transfer edin.
  6. Bir aspiratörü kullanarak süpernatantı. DPBS 5 ml ekleyin ve iyice karıştırın. 5 dakika 121g santrifüjleyin.
  7. Süpernatant aspire ve orta 6 ml ekleyerek hücre peleti tekrar askıya.
  8. Bir 6-kuyucuklu plak üzerinde, çok daha sonra, orta ve 1 ml ilave her bir hücre süspansiyonu 1 ml ilave edilir. Bir pipet kullanarak süspansiyonu karıştırın.
  9. Plakası etiketlemek ve 37, bir gece boyunca inkübe ° C'de ve% 5 CO2.

2A. BAEC Hücre ile NO Algılama

  1. Uygun aseptik teknikler takip edildi.
  2. Kuluçka den 6-kuyucuklu plak kaldırmak ve birinci ve ikinci orta aspire. 1 ml DPBS ile iki kez yıkanır hücreleri.
  3. 1.9 mM demir (II) sülfat heptahidrat (FeSO 4 .7 H 2 O, 0,8 mg eriterek taze hazırlamak 210 ul ekle01:07 oranında kullanılarak 1 CaCI2 ve MgCl2 ile DPBS ml) ve amonyum N-metil-D-glukamin ditiokarbamat (MGD, CaCI2 ve MgCl2 içeren 500 ul DPBS içinde 2.7 mg çözülerek taze olarak hazırlamak) arasında 210 ul . (Not:. aşırı MGD kullanılır Bu oran, geleneksel Fe 3 verim +-MGD aşırı MGD varlığında maksimize olmasından dolayı +-MGD kompleksi Fe 2 hazırlanması için kullanılan edilmiş bir ek Fe 2 stabilize etmek için çözelti içinde askorbat +-MGD NO-Fe 3 yana oluşan +-MGD endojen askorbat, hidrokinon, ya kadar olan dönüşüm verimle sistein ile +-mgd 2 NO-Fe EPR saptanabilir indirgenir gerekli değildir % 99,9 '.. Fe 2 düşük spin diamanyetik devlet + NO) düşük sıcaklık cihazın gerek kalmadan düz hücre veya kapiler tüpü kullanarak 15 algılanmasını sağlar.
  4. Swirl edilen süspansiyon iyi ve 4.6 μ ekleyinkalsiyum iyonofor l (CAI) (1 ml DMSO içinde 1 mg eriterek 1,9 mM bir stok çözeltisi hazırlanır.)
  5. Swirl yine çözüm ve sırayla 36 dakika ° C daha-Fe 3 NO azaltılması NO-Fe 2 +-MGD EPR tespit etmek +-MGD izin vermek için 37 de inkübe edilir.
  6. Bir Eppendorf tüp ve EPR yassı hücreli (veya 50 ul kılcal tüp) için transfer süpernatant (425 ul) toplayın.
  7. EPR satın parametreler şunlardır: mikrodalga frekansı: 9.8 GHz; merkezi alanı: 3427 G, modülasyon genliği: 6.0 G; süpürme genişliği: 100 G; alıcı kazancı: 1 x 10 5; mikrodalga gücü: 10 mW; taramaları toplam sayısı: 121; tarama süresi: 10 sn; ve zaman sabiti: 20 ms (Not: parametreleri tek enstrüman ve deneysel koşullar diğerine değişir bu yana, bu nedenle, sadece merkez alan, frekans ve modülasyon genliği dikkat edilmesi gereken en önemli parametrelerdir.).
  8. Oda sıcaklığında spektrumları kaydetme ve 2-D spektrumları INTEG edildiBruker WinEPR Bilgi İşlem yazılım veya diğer veri işleme yazılımı kullanılarak düzeltilebilir arka plan gürültü ve bazal azaltmak için puan. Adduct oluşumu ölçümü için, konsantrasyon karşı sinyal yoğunluğu (veya bölge) standart araziler bir donör SNAP NO kullanarak inşa edilebilir.

2B. eNOS ayrılmasının Deney

  1. Kuluçka den 6-kuyucuklu plak kaldırmak ve ikinci kuyudan orta aspire ve 1 ml DPBS ile iki kez yıkanır.
  2. A peroksinitrit donör, 5-amino-3-(4-morfolinil) -1,2,3-oxadiazolium klorür (SIN-1) eNOS 16 çözüme kavuşturmak için kullanıldı. 0,5 mM SIN-1 (M r 206,6 taze olarak herhangi bir Ca / Mg iyonları ile 500 ul PBS içerisinde 1 mg sin-1 çözülmesiyle hazırlanmıştır 10 mM stok çözeltisinden g / mol) ve seyreltik ila 2 ml ile DPBS 100 ul ekleme ve% 10 FBS.
  3. 37 de 2 saat süre ile inkübe ° C'de ve% 5 CO2.
  4. Inkübatör gelen plaka çıkarın ve DPBS iki kez yıkayın.
  5. 210 ul ekle2,8 mM FeSO 4 0,7 H2O ve 19.6 mM 210 ul taze yukarıda belirtilen yönteme göre hazırlanan mgd.
  6. Swirl çözüm ve 1.9 mM Cai 4.6 ul ekleyin.
  7. Swirl yine çözüm ve 36 dakika 37 ° C'de inkübe edin.
  8. Bir Eppendorf tüp ve EPR düz hücre transferi (425 ul) süpernatant toplayın.
  9. EPR satın parametreler şunlardır: mikrodalga frekansı: 9.8 GHz; merkezi alanı: 3427 G, modülasyon genliği: 6 G; süpürme genişliği: 100 G; alıcı kazancı: 1 x 10 5; mikrodalga gücü: 10 mW; taramaları toplam sayısı: 121; tarama süresi: 10 sn; ve sabit süresi: 20 ms.
  10. Spektrumları kaydedin ve 2-B spektrumları yukarıda belirtildiği gibi düzeltilmiş arka plan gürültü ve bazal azaltmak için entegre edildi.

3. O 2 tespiti • - polimorfonükleer nötrofiller den (PMN)

  1. Daha önce tarif edildiği gibi 17, insan nötrofil kan örneği ile izole edildi.
  2. Dietilentriamin-pentaasetik asit (DTPA) 0.1 mM içeren PBS içinde 1 M * DMPO bir stok çözelti yapmak. DMPO 25-29 bir erime noktasına sahiptir ° C de bir cam şişeye (Not sıvı DMPO (yoğunluk ~ 1.02 g / ml 25 ° C) Pipeti daha kullanışlı hale getirir: saf DMPO beri tartım için plastik şişeleri kullanmayın ) plastik ile reaksiyona girer. Dondurulmuş DMPO flakon (: DMPO bozulabilir olarak sıcak su tüketmemek Not) üzerine ılık su çalıştırarak eritebilir.
  3. O zamandan beri yüksek saflıkta DMPO (>% 99) kullanılması önemlidir ticari olarak mevcut sıkma tuzakları bazı paramanyetik safsızlıklar içerir, ve bu yüzden, sadece tek başına DMPO çözeltisi EPR tayfı (bu durumda, 10 mM) çalıştırmak için zaruridir. Bu arka plan sinyali (Şekil 3A bakınız) bellidir önemlidir.
  4. DMSO içinde forbol-12-miristat-13-asetat (PMA) bir stok çözelti (1 mg / ml) hazırlamak. 10 mikrogram / ml PBS içinde çözüm seyreltilmesiyle alikotları olun.
  5. Bir 1 'de.5 ml Eppendorf tüpüne, ek olarak, sırası takip ederek 0,6 ml'lik toplam hacmi, bir solüsyon hazırlanır: PMN ml başına 10 ~ 6 hücreleri, D-glükoz (1 mg / ml) ve albumin (1 mg / ml), 10 mM DMPO ve PMA ile 0,2 mg / ml. (Not: PMA radikal aktivatörü ve son olarak ilave edilmelidir).
  6. EPR yassı hücreli çözüm aktarın.
  7. EPR satın parametreleri Mikrodalga frekansı: 9.8 GHz; merkezi alanı: 3486 G, modülasyon genliği: 0.5 G; süpürme genişliği: 100 G; alıcı kazancı: 5 x 10 5; taramaları toplam sayısı: 10; tarama süresi: 30 s ; mikrodalga gücü: 20 mW; ve zaman sabiti: 81 ms. Adduct oluşumu ölçümü için, konsantrasyon karşı sinyal yoğunluğu (veya bölge) standart araziler gibi TEMPO veya 3-karboksilik asit-PROXYL olarak istikrarlı nitroxides kullanarak inşa edilebilir.

DMPO kullanımına * önemli not: düz bir hücre kullanılarak, tek bir hücre yoğunluğu artırır ve böylece sinyali artan edebilirSpin adduct ama O 2 'nin yarı ömrü yoğunluğu • - DMPO of adduct DMPO-OH parçalanmasına neden olan (t 1/2 ~ 1 dak) kısa. DMPO t ​​1/2 ~ 8 ve sırasıyla 14 dakika olan artan adükt stabilite için ticari olarak temin edilebilir EMPO, BMPO ya DEPMPO aynı konsantrasyonu kullanılarak ikame edilebilir.

4. Temsilcisi Sonuçlar

Spin NO radikal yakalama Fe 2 +-MGD. Şekil 2A ve 2B ile yapıldı Fe 2 hiçbir EPR sinyal göstermiyor +-MGD veya Fe 2 karışımı arka plan sinyali YOK Bu reaktiflerin kaynaklı olduğunu gösteren, CAI ile +-MGD. CAI ile uyarılması üzerine BAEC Fe 2 ile reaksiyona girerek hangi NO bültenleri spin katkısı, NO-Fe 2 +-MGD oluşturmak için +-MGD, ve aşırı yarılma sabiti (hfsc) N = 12.66 G değeri ve karakteristik üçlü sinyali gösteriyor g = 2.040 g-faktörü. (Şekil 2C). Hfsc değeri NIEHS EPR Yazılım veritabanı web sitesinden indirilebilir WINSIM simülasyon programı kullanılarak belirlendi. Deneysel hfsc NO-Fe-2 + MGD adükt için bir N = 12,70 ve G = 2,041 g, 18 literatürde değeri ile tutarlıdır. Benzer şekilde, BAEC üzerine SIN-1 etkisi Şekil 2B'de gösterildiği gibi ayrılmasının nedeni eNOS üretimi NO indirilir.

Algılama - DMPO sıkma tuzağı O 2 • için kullanılmıştır. Spin tuzak paramanyetik pislik olduğunu onaylayan Şekil 3A gösterildiği gibi tek başına DMPO bir sinyal vermedi. Şekil 3B DMPO spektrumu ve PMN sadece ve benzer şekilde, DMPO neden olmaz düşündüren saptanabilir sinyal yok Enzim NADPH oksidaz aktivasyonu. Şekil 3C PMA ile PMN stimülasyonu üzerine gözlemlenen EPR sinyali gösterir. Bu sinyal için bir değer hfsc N = 14,71 G, bir & olarak belirlenmiştirbeta;-H = 11,40 G ve bir γ-H = 1.25 g, ve bir N = 14.3 G, bir β-H = 11.7 G ve bir γ-H literatürde değerleri DMPO-O için = 1.3 g 19 ile tutarlıdır 2 H adükt.

Şekil 1
Şekil 1. EPR Spin hapsi kullanarak nötrofiller ve BAEC gelen radikallerin tespiti için akış çizelgesi. (A) PMNs'nin DMPO ve PMA ile karıştırılmış ve ortaya çıkan karışım verilerini elde etme için bir düz EPR hücre aktarılır. (B) BAEC bir plaka üzerinde yetiştirilir ve DPBS ile yıkandı. Spin tuzak Fe (MGD) 2 CAI ile birlikte eklendi. Çözeltisi iyice karıştırılır ve inkübe edildi. Karışım EPR veri toplama için bir EPR düz hücreler nakledildi.

Şekil 2
B'den NO Şekil 2. EPR tespitiAEC. Fe 2 (A) Spectrum +-MGD sadece (B) +-MGD + CAI sadece Fe 2 Spektrum. (C) Fe 2 NO hapsi kaynaklanan Üçüz spektrumu +-MGD kullanarak hücrelerin CAI-uyarılmış. (D) nedeniyle 0,5 mM hücrelerinin SIN-1 tedaviye NO üretimindeki düşüş gösteren Spectrum.

Şekil 3
Aktif hale gelen nötrofiller DMPO-O 2 H Şekil 3. EPR algılama. 10 mM DMPO sadece (A) Spektrumu. (B) 10 mM DMPO varlığında başına PMN Spektrumu. (C) PMN Spektrumu 10 mM DMPO varlığında PMA ile aktive.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

EPR Spin hapsi serbest radikaller ve niceleme tanımlamak için biyomedikal uygulamalarda geniş bir istihdam edilmiştir. Sıkma bindirme derece hassas nM den böylece biyolojik sistemler uygulama için uygun hale uM arasında değişen konsantrasyonlarda radikalleri saptayabilir. Paramanyetik katkısı, NO-Fe 2 +-MGD, oluşumu EPR ile NO algılama temelidir. ~ Oranında 10 6 M -1 s -1 NO hızla 18 Fe 2 +-MGD tepki. NO-Fe 2 +-MGD adduct uzun bir yarılanma ömrüne sahiptir ve son derece stabil olduğunu. Numuneler -80 de çözümler dondurarak toplanmıştır sonra Aslında, bir 24 saat içinde EPR spektrumları edinebilirler ° C +-MGD önemli sinyal yoğunluğu (yayınlanmamış sonuçlar) kaybetmek olmadan NO-Fe 2 içeren. Fe 2 dezavantajı +-MGD bu hava hassas olduğu ve genellikle ligand 5 ya da daha fazla molar eşleniktir karıştırma gerektirenFe (II). Fe 2 oksidasyonu hava ile +-mgd Fe 3 ila +-mgd kontrol etmek için kaçınılmaz ve zordur, ancak, in vitro ve in vivo sistemleri içinde, NO-Fe-3 oluşan + MGD adükt EPR biyolojik reductants azalır dolayısıyla saptanabilir adükt NO-Fe-2 + MGD 15, askorbat eklenmesi için ihtiyaç atlanabilir.

Nitron Spin tuzakları kullanılarak biyolojik sistemlerde - EPR de O 2 • algılamak için kullanılabilir. Bir örnek olarak, Şekil 3C O 2 • bir DMPO kullanılarak sıkma bindirme gösterir - PMA ile aktive PMN oluşturulur. Sıkma tuzağı olarak DMPO kullanılarak bir dezavantajı olduğu O 2 oranı • -/HO 2 • DMPO ek (DMPO yüksek konsantrasyonlarda kullanımını gerektirir nötr pH'ta (<1 M -1 s -1) çok yavaştır Biyolojik sıkma bindirme uygulamalar için 10-100 mM). Ayrıca, DMPO-O 2 H yarı ömrü (<1 dak) 20 kısa </ Destek> β-hidrojen varlığı nedeniyle DMPO-OH parçalanır ve muğlak hücreden radikal üretiminin sitenin belirlenmesi hale hedef spesifisite yoksun olduğu. O 2 • başarı - algılama kullanılmakta olan hücre türüne göre değişir. Örneğin, uyarım üzerine insan nötrofil O 2 önemli akı üretir • - hangi kolayca DMPO kullanılarak tespit edilebilir, ancak hücreleri diğer türleri ile uğraşırken radikal üretimi önemli ölçüde daha az güçlü (örneğin, endotel ve epitel hücreleri) olduğu dikkatli yapılmalıdır. Birkaç nitrones O 2 ve yarı-ömrünü arttırmak için geliştirilmiştir • - örneğin 7-8 yarı ömrü en uzun yarılanma ömrü verir dk 12, 13, ve DEPMPO ile EMPO ve BMPO kullanımı gibi adükt 14 dk 21. Bununla birlikte, O ile 2 • tuzaklama spin oranları - bu döndürme tuzakları hala DMPO göre yavaş kalır, ve bu nedenle de yüksek konsantrasyon kullanımını gerektirirSpin tuzakların NEONA. Rastgele bir ko-reaktif metillenmiş-β-siklodekstrin (Me-β-CD), aynı zamanda O 2 nitrones için spin yakalama yeteneğine geliştirmek için kullanılan edilmiştir kullanımı • -. İzole Tilakoid membran ve fotosistem II parçacıklar kullanılarak, örneğin tek başına 22 Snyrychova EMPO göre Me-β-CD varlığında EMPO-O 2 H için daha yüksek yoğunluk ve sinyal adükt stabilite gösterdi. Kuvvetle Me-β-CD varlığında ve yokluğunda nitron-O 2 H üretilen sinyal yoğunlukları karşılaştırmak için tavsiye edilir. Dahası, spin tuzakları hedef spesifisite ayrıca bir sınırlandırma olmuştur. O 2 onların kötü reaktivite ele daha gelişmiş dönüş tuzakları geliştirmek için çabalar • -, kısa adduct yarı ömrü ve bir moleküler tasarım hedef özgüllük şimdi 23-26 devam etmektedir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgments

Bu çalışma NIH Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü hibe RO1 HL81248 tarafından finanse edildi.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Phenol free DMEM medium
High glucose 1X
GIBCO 31053
0.25% Trypsin- EDTA GIBCO 25200
L-Glutamine Fisher Scientific BP379-100
MEM Non Essential Amino acids GIBCO 11140
Fetal Bovine serum Atlanta Biologicals S11550
Endothelial Growth factor Millipore 02-102
CaI Enzo Life Sciences A-23187 Dissolve in DMSO
SIN-1 Enzo Life Sciences BML-CN245-0020
DMPO Dojindo Laboratories D048-10
FeSO4.7H2O Sigma Aldrich 215422-250G Dissolve in PBS with Ca and Mg
MGD Enzo Life Sciences ALX-400-014-M050 Dissolve in PBS with Ca2+ and Mg2+
BAEC cells Cell Systems 2B2-C75
DMSO Fisher Scientific BP231-100
DPBS Sigma Aldrich D8537
DPBS with CaCl2 and MgCl2 Sigma Aldrich D8662
Phorbol-myristate acetate (PMA) Sigma Aldrich 79346-1MG

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Winterbourn, C. C. Reconciling the chemistry and biology of reactive oxygen species. Nat. Chem. Biol. 4, 278-286 (2008).
  2. Winterbourn, C. C., Hampton, M. B. Thiol chemistry and specificity in redox signaling. Free Radic. Biol. Med. 45, 549-561 (2008).
  3. Oxygen, Gene Expression, and Cellular Function. Clerch, L. B., Massaro, D. J. , (1997).
  4. Gutteridge, J. M. C., Halliwell, B. Antioxidants: Molecules, medicines, and myths. Biochem. Biophys. Res. Commun. 393, 561-564 (2010).
  5. Sumimoto, H. Structure, regulation and evolution of Nox-family NADPH oxidases that produce reactive oxygen species. FEBS J. 275, 3249-3277 (2008).
  6. Ignarro, L. J. Editor Nitric Oxide: Biology and Pathobiology. , Academic Press. San Diego, CA. (2009).
  7. Moreau, M. Differential effects of alkyl- and arylguanidines on the stability and reactivity of inducible NOS heme-dioxygen complexes. Biochemistry. 45, 3988-3999 (2006).
  8. Vasquez-Vivar, J. Superoxide generation by endothelial nitric oxide synthase: the influence of cofactors. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95, 9220-9225 (1998).
  9. Villamena, F. A., Zweier, J. L. Detection of reactive oxygen and nitrogen species by EPR spin trapping. Antioxid. Redox Signal. 6, 619-629 (2004).
  10. Finkelstein, E., Rosen, G. M., Rauckman, E. J. Spin trapping of superoxide and hydroxyl radical: practical aspects. Arch. Biochem. Biophys. 200, 1-16 (1980).
  11. Frejaville, C. 5-Diethoxyphosphoryl-5-methyl-1-pyrroline N-oxide (DEPMPO): a new phosphorylated nitrone for the efficient in vitro and in vivo spin trapping of oxygen-centered radicals. J. Chem. Soc., Chem. Commun. , 1793-1794 (1994).
  12. Olive, G., Mercier, A., Le Moigne, F., Rockenbauer, A., Tordo, P. 2-Ethoxycarbonyl-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrole-1-oxide: Evaluation of the spin trapping properties. Free Radical. Biol. Med. 28, 403-408 (2000).
  13. Villamena, F. A., Zweier, J. L. Superoxide radical trapping and spin adduct decay of 5-tert-butoxycarbonyl-5-methyl-1-pyrroline N-oxide (BocMPO): kinetics and theoretical analysis. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1340-1344 (2002).
  14. Tsuchiya, K. Nitric oxide-forming reactions of the water-soluble nitric oxide spin-trapping agent, MGD. Free Radical Biol. Med. 27, 347-355 (1999).
  15. Vanin, A. F., Poltorakov, A. P., Mikoyan, V. D., Kubrina, L. N., van Faassen, E. Why iron-dithiocarbamates ensure detection of nitric oxide in cells and tissues. Nitric Oxide. 15, 295-311 (2006).
  16. RojasWahl, R. U. Decomposition mechanism of 3-N-morpholinosydnonimine (SIN-1): A density functional study on intrinsic structures and reactivities. J. Mol. Model. 10, 121-129 (2004).
  17. Klempner, M. S., Gallin, J. I. Separation and functional characterization of human neutrophil subpopulations. Blood. 51, 659-669 (1978).
  18. Pou, S. Spin trapping of nitric oxide by ferro-chelates: kinetic and in vivo pharmacokinetic studies. Biochim. Biophys. Acta. 1427, 216-226 (1999).
  19. Finkelstein, E., Rosen, G. M., Rauckman, E. J. Spin trapping. Kinetics of the reaction of superoxide and hydroxyl radicals with nitrones. J. Am. Chem. Soc. 102, 4994-4999 (1980).
  20. Britigan, B. E., Rosen, G. M. Spin-trapping and human neutrophils. Limits of detection of hydroxyl radical. J. Biol. Chem. 264, 12299-12302 (1989).
  21. Frejaville, C. 5-(Diethoxyphosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline N-oxide: A new efficient phosphorylated nitrone for the in vitro and in vivo spin trapping of oxygen-centered radicals. J. Med. Chem. 38, 258-265 (1995).
  22. Snyrychova, I. Improvement of the sensitivity of EPR spin trapping in biological systems by cyclodextrins: A model study with thylakoids and photosystem II particles. Free Radical Biol. Med. 48, 264-274 (2010).
  23. Han, Y. Lipophilic beta-cyclodextrin cyclic-nitrone conjugate: Synthesis and spin trapping studies. J. Org. Chem. 74, 5369-5380 (2009).
  24. Han, Y., Tuccio, B., Lauricella, R., Villamena, F. A. Improved spin trapping properties by beta-cyclodextrin-cyclic nitrone conjugate. J. Org. Chem. 73, 7108-7117 (2008).
  25. Hardy, M. Detection, characterization, and decay kinetics of ROS and thiyl adducts of mito-DEPMPO spin trap. Chem. Res. Toxicol. 20, 1053-1060 (2007).
  26. Kim, S. -U. Fast reactivity of a cyclic nitrone-calix[4]pyrrole conjugate with superoxide radical anion: Theoretical and experimental studies. J. Am. Chem. Soc. 132, 17157-17173 (2010).

Tags

Moleküler Biyoloji Sayı 66 Hücresel Biyoloji Fizik Biyofizik spin tuzak eNOS ROS süperoksit NO EPR
Nitrik Oksit ve hücreler arası Elektron Paramanyetik Rezonans Spektroskopisi ile süperoksit Radikal Anyon tespiti Spin Tuzakları kullanarak
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gopalakrishnan, B., Nash, K. M.,More

Gopalakrishnan, B., Nash, K. M., Velayutham, M., Villamena, F. A. Detection of Nitric Oxide and Superoxide Radical Anion by Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy from Cells using Spin Traps. J. Vis. Exp. (66), e2810, doi:10.3791/2810 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter