Эффект модуляторов системы биосинтеза кофермента А на проявления метаболического стресса и систему глутатиона в ЦНС при алюминиевом нейротоксикозе


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

У половозрелых крыс-самок линии Wistar CRL(WI) WUBR моделировали Alzheimer’s-Like Disease внутрижелудочным введением хлорида алюминия в дозе 200 мг/кг массы тела на протяжении 6 недель. На фоне развившегося окислительного стресса (ОС) выявили падение активности ферментов ЦТК и возрастание дегидрогеназ ПФП, падение SH- и SS-групп белков с увеличением соотношения SH/SS и глутатионилирования с одновременным снижением глутатиона (GSH), соотношения GSH/GSSG и его редокс-потенциала. Ферменты системы глутатиона изменялись разнонаправленно при стабильности глутатионредуктазы. Отмечено падение активности ферментов биосинтеза GSH и содержания цистеина. Назначение с 5 недели эксперимента внутрижелудочного введения модуляторов биосинтеза КоА D-пантенола (ПЛ), D-пантетина или D-гомопантотената (ГПК) в дозе 200 мг/кг приводило к ослаблению или нивелированию проявлений окислительного стресса в плазме крови, возрастанию активности ацетилхолинэстеразы, нормализации активности ферментов ЦТК и ПФП, уровня SH-групп (но не соотношения SH/SS) и значительному снижению процесса S-глутатионилирования, росту уровня GSH, соотношения GSH/GSSG и редокс-потенциала в больших полушариях мозга. Эффект модуляторов системы КоА проявился в активации глутатионтрансферазы, снижении глутатионпероксидазы и маловыраженной активации ферментов биосинтеза GSH (ПЛ), хотя они способствовали росту содержания цистеина за счет уменьшения S-цистеинилирования белков. Эффект токсикоза и модуляторов окислительного стресса не проявился на уровне и соотношении КоА/ацетил-КоА (за исключением ПЛ). Возможность некоферментных эффектов подтверждается при назначении ГПК. Обсуждается феномен редокс-активности модуляторов биосинтеза КоА с очевидной направленностью действия на систему глутатиона и активность ферментов ЦТК и ПФП на фоне купирования ОС при алюминиевом нейротоксикозе.

Об авторах

Д. С. Семенович

НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ

Email: nchjournal@gmail.com
Россия, Москва

В. А. Гуринович

ГУ “Институт биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси”

Email: nchjournal@gmail.com
Беларусь, Гродно

Е. П. Лукиенко

ГУ “Институт биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси”

Email: nchjournal@gmail.com
Беларусь, Гродно

И. Н. Катковская

ГУ “Институт биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси”

Email: nchjournal@gmail.com
Беларусь, Гродно

О. В. Титко

ГУ “Институт биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси”

Email: nchjournal@gmail.com
Беларусь, Гродно

Н. П. Канунникова

Гродненский государственный университет им. Я. Купалы

Email: nchjournal@gmail.com
Беларусь, Гродно

А. Г. Мойсеёнок

ГУ “Институт биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси”

Email: nchjournal@gmail.com
Беларусь, Гродно

Список литературы

  1. Pietrocola F., Galluzzi L., Bravo-San Pedro J.M., Madeo F., Kroemer G. // Cell Metabolism. 2015. V. 21. № 6. P. 805–821.
  2. Szutowicz A., Bielarczyk H., Ronowska A., Gul-Hinc S., Klimaszewska-Łata J., Dyś A., Zyśk M., Pawełczyk T. // Biochem. Soc. Trans. 2014. V. 42. № 4. P. 1101–1116.
  3. Szutowicz A., Bielarczyk H., Ronowska A. // Neurochem. Res. 2013 V. 38. № 8. P. 1523–1542.
  4. Ronowska A., Szutowicz A., Bielarczyk H., Gul-Hinc S., Klimaszewska-Łata J., Dyś A., Zyśk M., Jankowska-Kulawy A. // Front. Cell. Neurosci. 2018. V. 10. № 12. P. 169.
  5. Ferreira-Vieira T.H., Guimaraes I.M., Silva F.R., Ribeiro F.M. // Current Neuropharmacol. 2016. V. 14. № 1. P. 101–115.
  6. Klimaszewska-Łata J., Gul-Hinc S., Bielarczyk H., Ronowska A., Zyśk M., Grużewska K., Pawełczyk T., Szutowicz A. // J. Neurochem. 2015. V. 133. № 2. P. 284–297.
  7. Venco P., Dusi S., Valletta L., Tiranti V. // Biochem. Soc. Trans. 2014. V. 42. № 4. P. 1069–1074.
  8. Paudel R., Li A., Wiethoff S., Bandopadhyay R., Bhatia K., Silva R., Houlden H., Holton J. L. // Acta Neuropathol. Commun. 2015. V. 3. P. 39.
  9. Hogarth P. // J. Movement Disorders. 2015 V. 8. № 1. P. 1–13.
  10. Moiseenok A.G. Omelyanchik S.N., Gurinovich V.A., Evkovich I.N., Petukhova T.P. // News Biomedical Sciences. 2005. V. 1. P. 51–55.
  11. Moiseenok A.G., Omel’yanchik S.N., Sheval’e A.A., Katkovskaya I.N., Elchaninova M.A., Pekhovskaya T.A., Kovalenchik I.L. // Neurochem. J. 2010. V. 4. № 1. P. 30–34.
  12. Stepanichev M., Libe M.L., Chernyshevskaya I.A., Moiseenok A.G., Gulyaeva N.V. // Neurochem. J. 2007. V. 1. № 3. P. 244–248.
  13. Слышенков В.С., Кирко С.Н., Мойсеёнок А.Г. // Весцi НАН Беларусi. 2005. № 2. С. 78–81.
  14. Мойсеёнок А.Г. // Биохимия и молекулярная биология: сб. науч. тр. Минск. 2019. Вып. 3. С. 91–93.
  15. Zhang Y.-M., Chohnan S., Virga K.G., Stevens R.D., Ilkayeva O.R., Wenner B.R., Bain J.R., Newgard C.B., Lee R.E., Rock C.O., Jackowski S. // Chemistry & Biology. 2007. V. 14. P. 291–302.
  16. Prakash A., Kumar A. // Basic Clin. Pharm. Toxicol. 2009. V. 105. P. 98–104.
  17. Aboelwata H.R., El-Kott A.F., Abd-Ella E.M., Yousef H.N. // Brain Sci. 2020. V. 10. P. 628. https://doi.org/10.3390/brainsci10090628
  18. Grintzalis K., Zisimopoulos D., Grune T., Weber D., Georgiou C.D. // Free Rad. Biol. Med. 2013. V. 59. P. 27–35.
  19. Durfinova M., Brechtlova, M., Liska B., Baroskova Z. // Chem. Pap. 2007. V. 61. № 4. P. 321–325.
  20. Verde V., Fogliano V., Ritieni A., Maiani G., Morisco F., Caporaso N. // Free Radical Research. 2002. V. 36. № 8. P. 869–873.
  21. Сирота Т.В. // Биомед. химия. 2013. Т. 59. Вып. 4. С. 399–410.
  22. Levine R.L. Garland D., Oliver C.N., Amici A., Climent I., Lenz A.G., Ahn B.W., Shaltiel S., Stadtman E.R. // Methods Enzymol. 1990. V. 186. P. 464–478.
  23. Stocks J., Gutteridge J.M., Sharp R.J., Dormandy T.L. // Clinical Science and Molecular Medicine. 1974. V. 47. № 3. P. 215–222.
  24. Ещенко Н.Д., Вольский Г.Г. // Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен). Л.: Изд-во ЛГУ. 1982. С. 207–212.
  25. Биссвангер Х. Практическая энзимология М.:Бином. 2013. С. 132.
  26. Quirós P.M. // Meth. Mol. Biol. 2018. V. 1731. Human Press, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7595-2_5
  27. Ninfali P., Aluigi G., Pompella A. // Brain Research Protocols. 1997. V. 1. № 4. P. 357–363.
  28. Ellman G.L., Courtney K.D., Andres V., Feather-Stone R.M. // Biochem. Pharmacol. 1961. V. 7. № 2. P. 91–95.
  29. Камышников В.С. Справочник по клинико-биологической лабораторной диагностике 2002. Т. 2. 2-е издание. 463 с.
  30. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. // Лаб. дело. 1988. № 1. С. 16–19.
  31. Patsoukis N., Georgiou C.D. // Anal. Bioanal. Chem. 2004. V. 378. № 7. P. 1783–1792.
  32. Anderson M. // Methods Enzymol. 1985. V. 113. P. 548–555.
  33. Rahman I., Kode A., Rahman I., Biswas S.K. // Nat. Protoc. 2006. V. 1. № 6. P. 3159–3165.
  34. Menon D.A., Board P.G. // Anal. Biochem. 2013. V. 433. P. 132–136.
  35. Habig W.H., Pabst M.J., Jakoby W.B. // J. Biol. Chem. 1974. V. 249. № 22. P. 7130-7139.
  36. Smith I.K., Vierheller T.L., Thorne C.A. // Anal. Biochem. 1988. V. 175. P. 408–413.
  37. Flohé L., Günzler W.A. // Methods Enzymol. 1984. V. 105. P. 114–121.
  38. Volohonsky G., Tuby C.N., Porat N., Wellman-Rousseau M., Visvikis M.A., Leroy P., Rashi S., Steinberg S., Stark A.-A. // Chem. Biol. Interact. 2002. V. 140. № 1. P. 49–65.
  39. Oppenheimer L. // J. Biol. Chem. 1979. V. 254. № 12. P. 5184–5190.
  40. Гуринович В.А., Дорофей Д.С. // Эксперим. и клинич. фармакол. Матер. межд. науч.-практич. конф., Гродно, ГрГМУ. 2011. С. 49–53.
  41. Patsoukis N.,·Georgiou C.D. // Anal. Bioanal. Chem. 2004. V. 378. P. 1783-1792.
  42. Bradford M.M. // Anal. Biochem. 1976. V. 72. P. 248–254.
  43. Verstraeten S.V., Aimo L., Oteiza P.I. // Arch. Toxicol. 2008. V. 82(11). P. 789–802.
  44. Shi Qingli, Xu Hui, Kleinman W.A., Gibson G.E. // Biochimica et Biophysica Acta. 2008. V. 1782. P. 229–238.
  45. Mastrogiacomo F., Bergeron C., Kish S.J. // J. Neurochem.1993. V. 61. P. 2007–2014.
  46. Bubber P., Haroutunian V. // Ann. Neurol. 2005. V. 57. P. 695–703.
  47. Мойсеёнок А.Г. Пантотеновая кислота (биохимия и применение витамина). Минск. 1980. С. 33–48.
  48. Gout I. // Biochem. Soc. Trans. 2018. V. 46. № 3. P. 721–728.
  49. Dobrzyn P. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 8. P. 4371. doi.org/https://doi.org/10.3390/ijms23084371
  50. Todorovic S.M., Jevtovic- Todorovic V. // Antioxid. Redox Signal. 2016 V. 21. № 6. P. 880–891.
  51. Семенович Д.С, Канунникова Н.П., Мойсеёнок А.Г. // Докл. НАН Беларуси. 2020. Т. 64. № 1. С. 78–85.
  52. Subramanian C., Yao J., Frank M.W., Rock C.O., Jackowski S. // Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 2020. V. 1866. № 5. P. 165663. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2020.165663
  53. Czumaj A., Szrock-Jurga S., Hebanowska A., Turyn J., Swierczynski J., Sledzinski T., Stelmanska E. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 9057. https://doi.org/10.3390/ijms21239057
  54. Мойсеёнок А.Г., Гуринович В.А., Катковская И.Н., Лукиенко Е.П., Максимчик Ю.З. // Кислород и свободные радикалы: сб. матер. науч.-практ. конф. с междун. участ. Гродно. ГрГМУ. 2022. С. 116–118. https://drive.google.com/drive/folders/1YdEwdKDKuY_5K2gMxfDarDuu_xDvOfcp?usp=sharing)
  55. Lashley T., Tossounian M.-A., Heaven N.C., Wallworth S., Peak-Chew S., Bradshaw A., Cooper J.M., Silva R., Srai S.K., Malanchuk O., Filonenko V., Koopman M.B., Rüdiger S.G.D., Skehel M., Gout I. // Front. Cell Neurosci. 2021. V. 15. P. 739425. https://doi.org/10.3389/fncel.2021.739425
  56. Мойсеёнок А.Г., Катковская И.Н. // Сборник статей междунар. науч.-практ. конф, посвящ. 50-летию Института биохимии биологически активных соединений НАНБ, Гродно. 2021. С. 305–314.
  57. O’Neill L.M., Guo C.A., Ding F., Phang Y.X., Liu Z., Shamsuzzama S., Ntambi J.M. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 8619. https://doi.org/10.3390/ijms23084371
  58. Iskusnykh I.Y., Zakharova A.A., Pathak D. Glutathione in Brain disorders and aging. Molecules. 2022. V. 27. P. 324.
  59. Онуфриев М.В., Степаничев М.Ю., Лазарева Н.А., Катковская И.Н., Тишкина А.О., Мойсеёнок А.Г., Гуляева Н.В. // Нейрохимия. 2010. Т. 27. № 2. С. 170–175.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Д.С. Семенович, В.А. Гуринович, Е.П. Лукиенко, И.Н. Катковская, О.В. Титко, Н.П. Канунникова, А.Г. Мойсеёнок, 2023