Maya bütün hücrelerinde mitokondriyal solunum, hücre biyoenerjiğinin değerli bir göstergesidir. Burada, farklı maya türleri için geçerli olan bu fenotipi ölçmek için bir protokol sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Maya bütün hücrelerinde mitokondriyal solunum, hücre biyoenerjiğinin değerli bir göstergesidir. Burada, farklı maya türleri için geçerli olan bu fenotipi ölçmek için bir protokol sunuyoruz.
Metabolizma esas olarak hücresel enerji mevcudiyeti ve çevresel koşullar tarafından koordine edilir. Hücrelerin enerjik metabolizmayı farklı beslenme ve çevresel koşullara nasıl adapte ettiğini bilmek için yapılan tahliller, moleküler mekanizmaları aydınlatmak için değerli bilgiler verir. Oksidatif fosforilasyon, çoğu hücrede ATP'nin birincil kaynağıdır ve mitokondriyal solunum aktivitesi, ATP sentezi için mitokondriyal membran potansiyelini koruyan oksidatif fosforilasyonun önemli bir bileşenidir. Mitokondriyal solunum genellikle hücresel bağlamı eksik olan izole mitokondrilerde incelenir. Burada, maya bozulmamış hücrelerde mitokondriyal solunumu ölçmek için bir yöntem sunuyoruz. Bu yöntem, genellikle Saccharomyces cerevisiae hücreleri için kullanılmasına rağmen, herhangi bir maya türü için geçerlidir. İlk olarak, belirli koşullarda maya büyümesi test edilir. Daha sonra hücreler yıkanır ve 1:1 oranında (a/h) deiyonize suda yeniden süspanse edilir. Hücreler daha sonra sürekli karıştırılarak bir oksimetre odasına yerleştirilir ve oksijen tüketimini ölçmek için bir Clark elektrodu kullanılır. Bazı moleküller sırayla odaya yerleştirilir ve elektron taşıma zinciri veya ATP sentezi üzerindeki bu etkiye göre seçilir. ATPaz inhibitörü oligomisin ilk olarak ATP sentezine bağlı solunumu ölçmek için eklenir. Daha sonra, maksimum solunum kapasitesini ölçmek için bir birleştirici kullanılır. Son olarak, mitokondriyal solunumla ilgisi olmayan oksijen tüketimini atmak için bir elektron taşıma zinciri inhibitörleri karışımı eklenir. Veriler, oksijen tüketim oranını temsil eden eğimi elde etmek için doğrusal bir regresyon kullanılarak analiz edilir. Bu yöntemin avantajı, hücresel bağlamı koruyarak maya mitokondriyal solunumuna özgü olmasıdır. Mitokondriyal solunum miktar tayininde kullanılan inhibitörlerin maya türleri arasında farklılık gösterebileceğini vurgulamak önemlidir.
Mitokondri, hücresel biyoenerjetikte temel bir rol oynar, çünkü çoğu hücre için ATP'nin ana kaynağıdır ve birkaç yol birleşir ve mitokondriyal yollarınaktivitesine bağlıdır 1. Oksidatif fosforilasyon, oksijen ve F1F0- ATPaz aktivitesini azaltmak için elektron taşıma zinciri boyunca elektron taşınmasını birleştiren, elektron akısı2 nedeniyle üretilen mitokondriyal zar potansiyelini kullanarak ATP'yi sentezleyen ATP sentezi için gereklidir. Bu nedenle, mitokondriyal solunum oksidatif fosforilasyonunbir parçasıdır 3.
Mitokondriyal solunum zinciri, dört kompleks veya bazı durumlarda maya kompleksi I eksikliği olan (örneğin, Saccharomyces cerevisiae), üç kompleks ve üç dehidrojenaz proteiniiçerir 4. Solunum kompleksleri iç mitokondriyal zarda lokalizedir; bazı mayalar, kompleks I (NADH dehidrojenaz) veya üç NADH dehidrojenaz, ubikinon (Co Q), kompleks II (süksinat ubikinon oksidoredüktaz), kompleks III (ubikinon sitokrom oksidoredüktaz), sitokrom c (Cyt c) ve kompleks IV (sitokrom c oksidaz) ile kanonik elektron taşıma zincirini sunar5,6. Kompleksler boyunca elektron taşınması, protonların mitokondri matrisinden zarlar arası boşluğa pompalanmasına izin vererek bir mitokondriyal zar potansiyeli7 oluşturur. Zarlar arası boşlukta bulunan protonlar, pompalanan dört proton başına bir ATP molekülü sentezlemek için F1F0 -ATPaz ile mitokondri matrisine doğru ters yönde pompalanır8.
Mitokondriyal solunum ölçümleri, mitokondriyal bütünlük, hücre biyoenerjetik ve mitokondriyal solunum kapasitesi hakkında değerli bilgiler sağlar9. Mitokondriyal solunum fonksiyonu, çeşitli teknikler kullanılarak in vitro veya in situ olarak analiz edilebilir. Bununla birlikte, sağlam hücrelerde mitokondriyal solunum analizi, tüm hücreler kullanıldığında hücrelerin çevreleri ve hücre içi metabolizma ile etkileşimleri göz önünde bulundurulduğundan, tüm hücre metabolizmasını içerdiği için bir dizi avantaj sunabilir10. Ayrıca, sağlam hücrelerin kullanılması, çeşitli deney koşullarının kolayca değerlendirilmesine olanak tanır ve izole mitokondride gözlemlenemeyen minimal değişiklikleri tespit eder10,11. Sağlam hücrelerde mitokondriyal solunum miktar tayininin bir başka avantajı, mitokondriyal proliferasyon ve lokalizasyonun etkilerinin korunmasıdır12.
Sağlam hücrelerde memeli mitokondri solunumu, mayalar gibi diğer ökaryotik organizmaların incelenmesini bir kenara bırakarak, çok ayrıntılı olarak12 tanımlanmıştır. Burada, memeli protokollerinden mayaya uyarlanmış mitokondriyal solunumu ölçmek için bir teknik öneriyoruz. Bu nedenle, bu teknikte mitokondriyal solunumun memeli nicelleştirmesinden elde edilen kavramlar kullanılmıştır. Örneğin, bu teknik memeli protokolü olarak çeşitli aşamalara ayrılmıştır: 1) bazal solunum (substrata bağlı), 2) ATP'ye bağlı solunum (ATP sentazın inhibisyonu yoluyla), 3) maksimum solunum kapasitesi (protonların iç mitokondriyal zardan geçirgenliğine izin veren bir birleştirici kullanarak), 4) mitokondriyal solunum inhibisyonu (farklı diğer kaynaklar için oksijen tüketimini atmak için solunum zinciri inhibitörlerinin bir karışımını kullanarak) mitokondriyal solunum)11,13. Bu nedenle, bu makale mayada mitokondriyal solunumu ölçmek için bir protokol sunmayı amaçlamaktadır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Kültür ortamı ve aşı hazırlığı
2. Büyüme koşulları ve deney tasarımı
3. Oksijen tüketimi testi (Polarografi)
4. Veri işleme
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu mitokondriyal solunum tekniği, Scheffersomyces stipitis15 ve K. marxianus16 gibi S. cerevisiae dışındaki maya türleri için kullanılabilir. Bununla birlikte, temsili amaçlar için, yalnızca S. cerevisiae'den elde edilen sonuçları sunuyoruz. S. cerevisiae'nin düşük glikoz konsantrasyonlarında (0,8 mM'nin altında) baskın bir solunum metabolizması sergilediği iyi bilinmektedir17,18
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Mitokondriyal solunum fosforilasyonu, mitokondriyal membran potansiyeline bağlı olan ve oksidatif fosforilasyon yoluyla ATP seviyelerini koruyan çeşitli yollarda temel bir rol oynar. Çevresel ve beslenme koşullarının mayaların mitokondriyal solunumunu nasıl etkilediğini anlamak, moleküler mekanizmaları aydınlatmak için bir araç olarak hizmet eder.
Bu yöntemden güvenilir sonuçlar elde etmek için aşağıdaki kritik adımları dikkate almak önemlidir. Ajitasyon >200 ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma, LAMP'e verilen Tecnológico Nacional de México (Grant 20026.24-PD) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 2- tenoiltrifloroaseton (TTFA) | Merck | T27006 | İnhibitör kompleksi II |
| 3-klorofenilhidrazon karbonil siyanür (CCCP) | Merck | C2759 | Mitokondriyal solunum birleştirici |
| Absolut ethanol | Merck | 107017 | Quercetin 'yi çözmek için; |
| Agar | Merck | A1296 | YPD agar hazırlığı |
| Amonyum sülfat granül (NH4)2SO4 | J.T. Baker | 0792-05 | SC et suyu hazırlama |
| Antimisin A (AA) | Merck | A8674 | İnhibitör kompleksi III |
| aYSI5300A | ---- | ---- | Monitör |
| Santrifüj | Hermle | Z 206 A Hücreler | santrifüjleme |
| Clark tipi oksijen | ---- | ---- | Elektrot |
| Bilgisayar | ---- | ---- | Veri toplama için |
| Dipotasyum fosfat K2HPO4 | JT Baker | 3252-05 | SC et suyu hazırlama |
| Glikoz | Merck | G7021 | YPD et suyu hazırlama |
| Gliserol | Merck | G5516 | Substrat ortamı takviyesi |
| Lactate | Merck | L1250 | Substrat ortamı takviyesi |
| Streptomyces diastatochromogenesMerck'ten oligomisin | O4876 | Mitokondriyal ATP sentaz | |
| Orbital Shaker | Thermo Fisher | SHKE6000 İnkübum inkübasyon cam tüpleri ve şişelerinin | |
| Kazeinden pepton, enzimatik sindirim | Merck | 82303 | YPD et suyu hazırlama |
| Quercetin | Merck | 337951 | Mitokondriyal solunumu azaltmak için |
| Urasil | Merck | U0750 | SC et suyu hazırlama |
| Maya özü | Merck | Y1625 | YPD et suyu hazırlama |
| Amino asit ve amonyum sülfat içermeyen maya azot bazı | Merck | Y1251 | SC et suyu hazırlama |
| Maya Sentetik Urasil içermeyen bırakma ortamı takviyeleri | Merck | Y1501 | SC et suyu hazırlama |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.