Ukr.Biochem.J. 2013; Том 85, № 4, липень-серпень, c. 30-39

doi: http://dx.doi.org/10.15407/ubj85.04.030

Вивчення акумуляції Са(2+) в ізольованих мітохондріях гладенького м’яза за допомогою зонда Fluo-4 AM

06.04.2016   Без категорії   No comments

О. В. Коломієць, Ю. В. Данилович, Г. В. Данилович, С. О. Костерін

Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua

Доведено можливість застосування Са2+-чутливого флуоресцентного зонда Fluo-4 AM і методу спектрофлуориметрії для дослідження енергозалежної акумуляції Са2+ мітохондріями гладенького м’яза матки. Встановлено, що у присутності препарату мітохондрій флуоресцентна відповідь барвника істотно зростає у часі і прямо залежить від концентрації Са2+ в середовищі. Отже, за цих умов утворюється активна деестерифікована форма зонда, яка виявляє чутливість до Са2+. Показано, що акумуляція Са2+ мітохондріями у присутності Mg-АТР та сукцинату залежить від концентрації екзогенного Са2+ і характеризується насиченням за субстратом переносу. Уявна константа активації процесу накопичення Са2+ складає 53,9 ± 6,9 мкМ, що відповідає фізіологічній концентрації катіона в клітині поблизу мітохондрій. Транзитне додавання до середовища інкубації Са2+-іонофору А23187 спричинює швидке вивільнення іонізованого катіона з мітохондрій. В умовах дисипації градієнта протонів на внутрішній мембрані мітохондрій протонофором СССР, а також у разі пригнічення генерації цього градієнта олігоміцином та у присутності інгібітора систем Са2+-акумуляції мітохондрій рутенієвого червоного, накопичення катіона істотно знижується. Одержані результати вказують на перспективність використання Fluo-4 АМ для вивчення властивостей системи акумуляції Са2+ в ізольованих мітохондріях міометрія.

Ключові слова: , , , ,

Посилання:

  1. Kostyuk PG, Kostyuk OP, Lukyanets EA. Intracellular calcium signalling: structures and functions. Kyiv: Naukova dumka, 2010.  175 p.
  2. Kosterin SA, Burdyga FV. Ca2+ transport and intracellular homeostasis in myometrium. Uspekhi Sovrem. Biologii. 1993;113(4):485-506.
  3. Shinlova OP, Kosterin SA, Veklich TA. Ruthenium red inhibits energy-dependent and passive Ca2+ transport in permeabilized smooth muscle cells. Biokhimiia. 1996 Aug;61(8):1440-7. Russian. PubMed
  4. Kosterin SA. The possible H+-dependent functional connection between cell membrane and mitochondria in smooth muscle cells. Ukr Biokhim Zhurn. 1998 Nov-Dec;70(6):152-60. Russian. PubMed
  5. Babich LH, Shlykov SH, Naumova NV, Kosterin SO. Investigation of Ca2+ -induced changes of membrane potential of smooth muscle mitochondria using flow cytometric analysis. Ukr Biokhim Zhurn. 2007 Nov-Dec;79(6):34-41. Ukrainian. PubMed
  6. Babich LH, Shlykov SH, Naumova NV, Kosterin SO. Use of flow cytometry to determine Ca2+ content in mitochondria and influence of calmodulin antagonists on it. Ukr Biokhim Zhurn. 2008 Jul-Aug;80(4):51-8. Ukrainian. PubMed
  7. Wei AC, Liu T, Cortassa S, Winslow RL, O’Rourke B. Mitochondrial Ca2+ influx and efflux rates in guinea pig cardiac mitochondria: low and high affinity effects of cyclosporine A. Biochim Biophys Acta. 2011 Jul;1813(7):1373-81. Epub 2011 Feb 26. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Burlaka AP, Sidorik EP. The reactive oxygen/nitrogen species in the process of tumor growth. K.: Nauk. Dumka, 2006. 227p.
  9. Avdonin PV, Tkachuk VA. Receptors and intracellular calcium. M.: Nauka, 1994. 288p.
  10. Gerasimenko O, Tepikin A. How to measure Ca2+ in cellular organelles? Cell Calcium. 2005 Sep-Oct;38(3-4):201-11. Review. PubMed, CrossRef
  11. Kosterin SA. Calcium transport in smooth muscle. Kiev: Naukova dumka, 1990. 216p.
  12. Kurskiy MD, Kosterin SA, Burchinskaia NF, Shlykov SG. Passive transport of Ca2+ in a myometrium mitochondria fraction. Ukr Biokhim Zhurn. 1987 May-Jun;59(3):35-9. Russian. PubMed
  13. Vovkanych LS, Dubytsky LO. Kinetical properties of the H+-stimulated rat liver mitochondria Ca2+ efflux. Exp Clin Physiol Biochem. 2001;15(3):34-37 [Ukrainian].
  14. Fluo calcium indicators. Molecular probes. Invitrogen detection technologies. Product information.  Revised: 02-Feb-2011.
  15. Berezhnov AV, Zinchenko VP, Fedotova EI, Yashin VA. Application of fluorescence microscopy in studies Ca2+ dynamics in cells.  Pushchino, Pushchino Scientific Center, RAS, Research and training Center of Insitute of Cell Biophysics RAS, 2007. 65p.
  16. Gee KR, Brown KA, Chen WN, Bishop-Stewart J, Gray D, Johnson I. Chemical and physiological characterization of fluo-4 Ca2+-indicator dyes. Cell Calcium. 2000 Feb;27(2):97-106. PubMed,  CrossRef
  17. Scaduto RC Jr, Grotyohann LW. Hydrolysis of Ca2+-sensitive fluorescent probes by perfused rat heart. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2003 Nov;285(5):H2118-24. PubMed, CrossRef
  18. Wan B, LaNoue KF, Cheung JY, Scaduto RC Jr. Regulation of citric acid cycle by calcium. J Biol Chem. 1989 Aug 15;264(23):13430-9. PubMed
  19. Malli R, Graier WF. Mitochondrial Ca2+ channels: Great unknowns with important functions. FEBS Lett. 2010 May 17;584(10):1942-7. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  20. Santo-Domingo J, Demaurex N. Calcium uptake mechanisms of mitochondria. Biochim Biophys Acta. 2010 Jun-Jul;1797(6-7):907-12. Review. PubMed, CrossRef
  21. Kandaurova NV. Ca2+-induced changes in mitochondrial membrane potential of rat myometrium : avtoref. dys. … kand. biol. nauk.  2011. 20p.
  22. Kosterin SA, Bratkova NF, Kursky MD. The role of sarcolemma and mitochondria in calcium-dependent control of myometrium relaxation. Biokhimiia. 1985 Aug;50(8):1350-61. Russian. PubMed
  23. Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976 May 7;72(1-2):248-54. PubMed,  CrossRef
  24. Kandaurova NV, Chunikhin OIu, Babich LG, Shlykov SG, Kosterin SO. Modulators of transmembrane calcium exchange in myometrium mitochondria change their hydrodynamic diameter. Ukr Biokhim Zhurn. 2010 Nov-Dec;82(6):52-7. Ukrainian. PubMed
  25. Ponomarenko OV, Babich LH, Horchev VF, Kosterin SO. Studies of Ca2+-dependent smooth muscle mitochondria swelling using flow cytometry and spermine effects on this process. Ukr Biokhim Zhurn. 2006 Nov-Dec;78(6):38-45. Ukrainian. PubMed
  26. Kliueva AV, Levchuk IuN, Naboka IuN. Photon-correlation spectroscopy of proteins. Ukr Biokhim Zhurn. 2002 Sep-Oct;74(5):12-26. Russian. PubMed
  27. Kucherenko MIe, Babeniuk IuD, Voitsitskyi VM. Uchbovyi posibnyk. Modern methods in biochemical research: Textbook. Kyiv: Fitosotsiotsentr, 2001. 424p.
  28. Gennis RB. Biomembranes: Molecular Structure and Function.  M.: Mir, 1997. 624p.
  29. Bisogno T, Sepe N, Melck D, Maurelli S, De Petrocellis L, Di Marzo V. Biosynthesis, release and degradation of the novel endogenous cannabimimetic metabolite 2-arachidonoylglycerol in mouse neuroblastoma cells. Biochem J. 1997 Mar 1;322(Pt 2):671-7. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.