Tag Archives: [Ca(2+)](m)
Ефекти калікс[4]аренхалконамідів на мітохондрії міометрія
С. Г. Шликов1, А. М. Кушнарьова-Вакал1, А. В. Силенко1, Л. Г. Бабіч1,
О. Ю. Чуніхін1, О. А. Єсипенко2, В. І. Кальченко2, С. О. Костерін1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: sshlykov@biochem.kiev.ua;
2Інститут органічної хімії НАН України, Київ
Отримано: 19 листопада 2018; Затверджено: 14 березня 2019
Мітохондрії відіграють ключову роль у найважливіших функціях клітин. Каліксарени – це супрамолекулярні сполуки, які широко застосовуються в біоорганічній хімії та біохімії. Мета цієї роботи – дослідити ефекти калікс[4]аренів, які містять у своїй структурі дві (С-1012 і С-1021), три (С 1023 і С-1024) та чотири (С-1011) халконамідні групи, на поляризацію мембран мітохондрій міометрія, на рівень іонізованого Са в матриксі цих органел та на середній гідродинамічний діаметр мітохондрій. Встановлено, що інкубація пермеабілізованих клітин міометрія з калікс[4]аренами, що містять від двох до чотирьох халконамідних груп супроводжується збільшенням рівня поляризації мембран мітохондрій міометрія. Відомо, що акумуляція Са2+ в мітохондріях є потенціалзалежним процесом. Отже, подальші експерименти було спрямовано на дослідження впливу калікс[4]аренхалконамідів на концентрацію іонізованого Са в матриксі мітохондрій ([Ca2+]m). Усі досліджувані калікс[4]арени збільшували рівень іонізованого Са в матриксі як за відсутності, так і в присутності екзогенного Са2+. Маємо підкреслити, що значення [Ca2+]m (за відсутності екзогенного Са2+) були вище за умов інкубації мітохондрій у (Mg2+)-, ніж у (Mg2+,ATP)-вмісному середовищі. Також було встановлено, що інкубація ізольованих мітохондрій з досліджуваними калікс[4]аренами супроводжується зміною об’єму мітохондрій: середній гідродинамічний діаметр мітохондрій зменшується за інкубації в присутності С-1012, С-1021, C-1023 та збільшується у разі з С-1011. Зауважимо, зміна об’єму мітохондрій може суттєво позначитись на фізіології цих органел. Таким чином, ми показали, що короткотермінова інкубація (5 хв) мітохондрій у присутності калікс[4]аренів (10 мкМ), які в своїй структурі містять від двох до чотирьох халконамідних груп, збільшує рівень поляризації мембран мітохондрій, рівень іонізованого Са в матриксі та модулює об’єм мітохондрій.
Ключові слова: міометрій, мітохондрії, [Ca(2+)](m), Mg(2+), ATP, калікс[4]аренхалконаміди.
Ca(2+)-залежна регуляція концентрації Ca(2+) в мітохондріях міометрія. II. Вплив Ca(2+) на поляризацію мембран мітохондрій та [Ca(2+)](m)
Л. Г. Бабіч, С. Г. Шликов, А. М. Кушнарьова, С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: babich@biochem.kiev.ua
Відомо, що іони Cа регулюють акумуляцію їх у мітохондріях. Проте механізм цього явища й досі є предметом дискусій. У цій роботі ми показали, що іони Са безпосередньо чи опосередковано регулюють рівень поляризації мембран мітохондрій міометрія. Зокрема, внесення 100 мкM Ca2+ до середовища інкубації супроводжується деполяризацією мітохондріальних мембран. Також було досліджено вплив Ca2+ на [Ca2+]m. Ізольовані мітохондрії міометрія попередньо інкубували за відсутності або у присутності 10 мкM Са2+, після чого в інкубаційне середовище додавали 100 мкM Са2+. Досліди проводили в трьох середовищах, а саме, без ATP та Mg2+ (0-середовище), у присутності 3 мM Mg2+ (Mg-середовище) та 3 мM Mg2+ + 3 мM ATP (Mg,ATP-середовище). Показано, що ефект 10 мкM Са2+ був різним за різних умов, а саме, у 0- та Mg-середовищі значення [Ca2+]m збільшувались, тоді як у Mg,ATP-середовищі статистично вірогідні зміни не було зареєстровано. Попередня інкубація мітохондрій з 10 мкM Са2+ не впливала на значення [Ca2+]m після внесення в середовище інкубації 100 мкM Са2+. Значення [Ca2+]m після внесення 100 мкM Са2+ були однаковими за інкубації мітохондрій в 0- та Mg,ATP-середовищі та дещо менше у Mg-середовищі. Також встановлено, що попередня інкубація мітохондрій з 10 мкM Са2+ у 0- та Mg-середовищах зменшувала індуковані додаванням 100 мкM Са2+ зміни величини нормованої флуоресценції Fluo, проте у Mg,ATP-середовищі такі зміни зареєстровано не було. Дійшли висновку про те, що обмін Са2+ в мітохондріях міометрія регулюється його концентрацією як у зовнішньому середовищі, так і в матриксі. Склад середовища інкубації має істотний вплив на [Са2+]m за відсутності катіона в зовнішньому середовищі. Припускається, що незначне збільшення [Са2+]m перед додаванням 100 мкM Са2+ може позитивно позначитись на функціональній активності мітохондрій.
Ca(2+)-залежна регуляція концентрації Ca(2+) в мітохондріях міометрія. I. Ефекти трифлуоперазину на поляризацію мітохондріальних мембран та [Ca(2+)](m)
Л. Г. Бабіч, С. Г. Шликов, А. М. Кушнарьова, С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: babich@biochem.kiev.ua
Са2+-залежна регуляція обміну Ca2+ в мітохондріях відбувається за участю кальмодуліну. Раніше ми показали, що антагоністи кальмодуліну знижують рівень поляризації мітохондріальних мембран та спричинюють ріст концентрації іонізованого Са як у матриксі мітохондрій, так і в цитозолі клітин. У цій роботі вивчався залежний від концентрації вплив трифлуоперазину на рівень поляризації мітохондріальних мембран. Показано, що K0,5 становить 24,4 ± 5,0 μM (n = 10). Коефіцієнт Хілла дорівнює 2,0 ± 0,2, що вказує на наявність двох центрів зв’язування трифлуоперазину на мембрані мітохондрій. Також було досліджено зміни [Ca2+]m за умов інкубації мітохондрій в середовищах різного складу, а саме: без ATP та іонів Mg (0-середовище), з 3 мM Mg (Mg-середовище) та те, що містило 3 мM Mg + 3 мM ATP (Mg,ATP-середовище). Встановлено, що склад середовища інкубації впливав на значення [Ca2+]m за відсутності екзогенного Ca2+ та не впливав у присутності цього катіона. Попередня інкубація мітохондрій в середовищах різного складу із 25 μM трифлуоперазином не впливала на значення [Ca2+]m як до, так і після додавання 100 μM Ca2+ до інкубаційного середовища. Таким чином, трифлуоперазин спричинює деполяризацію мітохондріальних мембран і цей ефект залежить від його концентрації. Проте попередня інкубація мітохондрій з 25 μM трифлуоперазином, яка супроводжується 50% зниженням поляризації мембран, не впливає на значення [Ca2+]m.