Ukr.Biochem.J. 2016; Том 88, № 5, вересень-жовтень, c. 82-89

doi: https://doi.org/10.15407/ubj88.05.082

Вплив донора оксиду азоту SNAP на вивільнення ГАМК із нервових закінчень мозку щурів

01.12.2016   Без категорії   No comments

А. С. Тарасенко

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

У роботі ми досліджували вплив нано­молярних концентрацій оксиду азоту на вивільнення ГАМК (гама-аміномасляної кислоти) з нервових закінчень мозку щурів. Для цього використовували радіоізотопний метод із [3H]ГАМК та спектрофлуориметричний метод із застосуванням Са2+-чутливого зонда Fluo-4 AM. Показано, що в присутності дитіотреїтолу (ДТТ) донор оксиду азоту SNAP у концентрації, що виділяє NO в наномолярному діапазоні, спричинює Са2+-незалежне вивільнення [3H]ГАМК із нервових закінчень. Застосування 4-амінопіридину (4-АП) та ніпекотинової кислоти (НК) як індукторів вивільнення ГАМК із везикулярного та цитоплазматичного пулів показало, що максимум SNAP/+ДТТ-індукованого вивільнення [3H]ГАМК припадає на 10-ту хв інкубації і збігається в часі з майже вдвічі збільшеним вивільненням [3H]ГАМК за дії НК. У ц[ей час 4-АП-індуковане вивільнення [3H]ГАМК істот­но знижувалося. На 15-й хв інкубації синаптосом із SNAP+ДТТ спостерігалася протилежна картина: зменшення НК- і збільшення 4-АП-індукованого вивільнення [3H]ГАМК. Таким чином, у наномолярному діапазоні концентрацій оксид азоту у вигляді S-нітрозотіолів зумовлює Са2+-незалежне витікання ГАМК із синаптичних везикул у цитозоль із наступним його вивільненням із нервових терміналей. У подальшому відбувається зворотне захоплення нейромедіатора і його реакумуляція в синаптичних везикулах.

Ключові слова: , ,

Посилання:

  1. Bradley SA, Steinert JR. Nitric Oxide-Mediated Posttranslational Modifications: Impacts at the Synapse. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:5681036. PubMed,  PubMedCentral, CrossRef
  2. Hardingham N, Dachtler J, Fox K. The role of nitric oxide in pre-synaptic plasticity and homeostasis. Front Cell Neurosci. 2013 Oct 31;7:190. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Pan ZH, Segal MM, Lipton SA. Nitric oxide-related species inhibit evoked neurotransmission but enhance spontaneous miniature synaptic currents in central neuronal cultures. Proc Natl Acad Sci USA. 1996 Dec 24;93(26):15423-8. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Cserép C, Szabadits E, Szőnyi A, Watanabe M, Freund TF, Nyiri G. NMDA receptors in GABAergic synapses during postnatal development. PLoS One. 2012;7(5):e37753. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  5. Wang S, Teschemacher AG, Paton JF, Kasparov S. Mechanism of nitric oxide action on inhibitory GABAergic signaling within the nucleus tractus solitarii. FASEB J. 2006 Jul;20(9):1537-9. PubMed, CrossRef
  6. Ohkuma S, Katsura M, Chen DZ, Narihara H, Kuriyama K. Nitric oxide-evoked [3H] gamma-aminobutyric acid release is mediated by two distinct release mechanisms. Brain Res Mol Brain Res. 1996 Feb;36(1):137-44.  PubMed, CrossRef
  7. Sequeira SM, Duarte CB, Carvalho AP, Carvalho CM. Nitric oxide differentially affects the exocytotic and the carrier-mediated release of [3H] gamma-aminobutyric acid in rat hippocampal synaptosomes. Brain Res Mol Brain Res. 1998 Apr;55(2):337-40. PubMed, CrossRef
  8. Lipton SA, Choi YB, Pan ZH, Lei SZ, Chen HS, Sucher NJ, Loscalzo J, Singel DJ, Stamler JS. A redox-based mechanism for the neuroprotective and neurodestructive effects of nitric oxide and related nitroso-compounds. Nature. 1993 Aug 12;364(6438):626-32. PubMed,  CrossRef
  9. Rudkouskaya A, Sim V, Shah AA, Feustel PJ, Jourd’heuil D, Mongin AA. Long-lasting inhibition of presynaptic metabolism and neurotransmitter release by protein S-nitrosylation. Free Radic Biol Med. 2010 Sep 1;49(5):757-69. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Li DP, Chen SR, Finnegan TF, Pan HL. Signalling pathway of nitric oxide in synaptic GABA release in the rat paraventricular nucleus. J Physiol. 2004 Jan 1;554(Pt 1):100-10. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Knott AB, Bossy-Wetzel E. Nitric oxide in health and disease of the nervous system. Antioxid Redox Signal. 2009 Mar;11(3):541-54. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Matthews JR, Botting CH, Panico M, Morris HR, Hay RT. Inhibition of NF-kappaB DNA binding by nitric oxide. Nucleic Acids Res. 1996 Jun 15;24(12):2236-42. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Cotman CW. Isolation of synaptosomal and synaptic plasma membrane fractions. Methods Enzymol. 1974;31:445-52. PubMed, CrossRef
  14. Larson E, Howlett B, Jagendorf A. Artificial reductant enhancement of the Lowry method for protein determination. Anal Biochem. 1986 Jun;155(2):243-8. PubMed, CrossRef
  15. Tarasenko AS. The effect of nitric oxide on synaptic vesicle proton gradient and mitochondrial potential of brain nerve terminals. Ukr Biochem J. 2015 Nov-Dec;87(6):64-75. PubMed, CrossRef
  16. Hu TM, Chou TC. The kinetics of thiol-mediated decomposition of S-nitrosothiols. AAPS J. 2006 Jul 28;8(3):E485-92. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Meffert MK, Premack BA, Schulman H. Nitric oxide stimulates Ca(2+)-independent synaptic vesicle release. Neuron. 1994 Jun;12(6):1235-44. PubMed, CrossRef
  18. Kaeser PS, Regehr WG. Molecular mechanisms for synchronous, asynchronous, and spontaneous neurotransmitter release. Annu Rev Physiol. 2014;76:333-63. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  19. Storchak LG, Pozdnyakova NG, Himmelreich NH. Differential effect of protein kinase inhibitors on calcium-dependent and calcium-independent [14C]GABA release from rat brain synaptosomes. Neuroscience. 1998 Aug;85(3):989-97. PubMed, CrossRef
  20. Szerb JC. Effect of nipecotic acid, a gamma-aminobutyric acid transport inhibitor, on the turnover and release of gamma-aminobutyric acid in rat cortical slices. J Neurochem. 1982 Sep;39(3):850-8. PubMed, CrossRef
  21. Lonart G, Johnson KM. Characterization of nitric oxide generator-induced hippocampal [3H]norepinephrine release. II. The role of calcium, reverse norepinephrine transport and cyclic 3′,5′-guanosine monophosphate. J Pharmacol Exp Ther. 1995 Oct;275(1):14-22. PubMed
  22. Raiteri L, Raiteri M. Multiple functions of neuronal plasma membrane neurotransmitter transporters. Prog Neurobiol. 2015 Nov;134:1-16. PubMed, CrossRef
  23. Falkenburger BH, Barstow KL, Mintz IM. Dendrodendritic inhibition through reversal of dopamine transport. Science. 2001 Sep 28;293(5539):2465-70.
    PubMed, CrossRef
  24. Wu Y, Wang W, Díez-Sampedro A, Richerson GB. Nonvesicular inhibitory neurotransmission via reversal of the GABA transporter GAT-1. Neuron. 2007 Dec 6;56(5):851-65. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  25. Richerson GB, Wu Y. Dynamic equilibrium of neurotransmitter transporters: not just for reuptake anymore. J Neurophysiol. 2003 Sep;90(3):1363-74. Review. PubMed, CrossRef
  26. Merino JJ, Arce C, Naddaf A, Bellver-Landete V, Oset-Gasque MJ, González MP. The nitric oxide donor SNAP-induced amino acid neurotransmitter release in cortical neurons. Effects of blockers of voltage-dependent sodium and calcium channels. PLoS One. 2014 Mar 5;9(3):e90703. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  27. Nedvetsky PI, Konev SV, Rakovich AA, Petrenko SV, Mongin AA. Effects of nitric oxide donors on Ca2+-dependent [14C]GABA release from brain synaptosomes: the role of SH-groups. Biochemistry (Mosc). 2000 Sep;65(9):1027-35. PubMed
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.