An féidir le gorm meitiléine Coimpléasc III miteacoindreach a sheachaint? Cén fáth nach n-aontaíonn na staidéir

D'fhiafraigh dhá shaotharlann an féidir le gorm meitiléine Coimpléasc III miteacoindreach atá blocáilte a sheachaint. Dúirt ceann acu nach féidir. Dúirt an ceann eile gur féidir. Bhí sonraí ag an dá cheann.

Fuair an chéad staidéar, ar mhiteacoindrí ó inchinn luch, nach féidir leis an ruaim é a dhéanamh. Fuair an dara ceann, ar mhiteacoindrí inchinne ó thrí speiceas creimire, gur féidir léi é a dhéanamh go páirteach. Is minic a luaitear tríú staidéar, ar ae luch, sa chomhthéacs céanna, ach rinne sé tástáil ar rud eile. Coinnigh ina chomhthéacs féin é agus imíonn leath an mhearbhaill.

Níl aon mheicníocht uilíoch le fógairt. Tá trí thurgnamh ann le blocálaithe, dáileoga agus tomhais éagsúla. Léigh na coinníollacha ar dtús. Leanann na conclúidí astu.

Cad is brí le seachaint anseo

Téann leictreoin isteach sa slabhra trí Choimpléasc I (ó NADH) nó trí Choimpléasc II (ó shucanáit), téann siad trí Choimpléasc III chuig cíteacróm c, agus ansin trí Choimpléasc IV chuig ocsaigin. Is é an grádán a chruthaítear ar an mbealach a úsáideann an chill chun ATP a dhéanamh.

Is é atá i gceist le maíomh faoi sheachaint ná go dtógann gorm meitiléine leictreoin roimh bhac agus go seachadann sé iad ina dhiaidh. Glacann an ruaim ocsaídithe leictreoin ó NADH nó ó chomhpháirteanna luatha an tslabhra, agus déantar leucaghorm meitiléine di; tugann an fhoirm dhí-ocsaídithe iad do chíteacróm c nó ar ais isteach sa slabhra. Má sheachadtar iad tar éis an bhaic, tagann téarnamh páirteach ar an riospráid agus ar phoitéinseal an scannáin. Má sheachadtar iad ag an mbac nó roimhe, ní thagann aon téarnamh.

Tá mionsonra amháin faoi Choimpléasc III ríthábhachtach sa díospóid seo. Feidhmíonn an coimpléasc trí thimthriall Q ina bhfuil dhá shuíomh coisctheora. Ceanglaíonn antimycin le suíomh Qi. Ceanglaíonn myxothiazol le suíomh Qo. Níl tástáil déanta ach ar leath an choimpléisc i staidéar nach n-úsáideann ach ceann amháin díobh.

Staidéar a haon: gan aon seachaint i miteacoindrí ó inchinn luch

D'úsáid Gureev agus a chomhghleacaithe miteacoindrí ón gcoirtéis i lucha C57BL/6, leithlisithe le digitonin, agus rinneadh measúnacht orthu ag 0.1 mg próitéine in aghaidh ml. Bhí trí réimeas foshraithe ann: píorúváit agus maláit ag 5 mM an ceann, sucanáit ag 10 mM le glútamáit ag 2 mM, agus L-próilín ag 10 mM. Ba iad na blocálaithe rotenone ag 1 micromolar (Coimpléasc I) agus antimycin ag 1 microgram in aghaidh ml (Coimpléasc III). Ba iad dáileoga na ruaime 0.5, 1, agus 2 micromolar, agus ba é 1 micromolar an príomhthiúchan. Tá na modhanna agus na rianta sa chumarsáid in FEBS Letters.

D'oibrigh seachaint Choimpléasc I. Laghdaigh rotenone an riospráid a spreag ADP ó thart ar 121 go thart ar 2 nmol in aghaidh an nóiméid in aghaidh mg, agus d'ardaigh ruaim ag 1 micromolar ar ais í go thart ar 21. Tháinig téarnamh ar phoitéinseal an scannáin le píorúváit agus maláit agus le L-próilín.

Níor oibrigh seachaint Choimpléasc III. Laghdaigh antimycin an riospráid go thart ar 16, agus níor ardaigh an ruaim í ach go thart ar 20. Níor tháinig téarnamh ar phoitéinseal an scannáin le haon fhoshraith, ag dáileoga ruaime suas le 5 micromolar. Bhí na sonraí sárocsaíde ag teacht leis sin: d'ardaigh an ruaim léi féin astú sárocsaíde ó bhunráta gar do 76 pmol in aghaidh an nóiméid in aghaidh mg go tuairim is 1170, 1460, agus 1945 ag na trí dháileog, ach laghdaigh antimycin an comhartha sin a bhí á thiomáint ag an ruaim faoi thart ar 25, 88, agus 96 faoin gcéad faoi seach. Dá n-imoibreodh an ruaim dhí-ocsaídithe go díreach le hocsaigin, níor cheart go gcuirfeadh blocáil Choimpléasc III an comhartha faoi chois. Bhain na húdair de thátal as go n-ocsaídítear an ruaim dhí-ocsaídithe ag suíomh Qo Choimpléasc III, roimh an mbac antimycin. An lúb ghearr, i bhfocail: deontóirí chuig an ruaim, an ruaim chuig Qo, an gnáthbhealach ar aghaidh. Seachnaítear rotenone. Ní sheachnaítear antimycin.

Staidéar a dó: seachaint pháirteach i dtrí speiceas, ag an dá shuíomh coisctheora

Leathnaigh Svab agus a chomhghleacaithe dearadh an staidéir. Miteacoindrí inchinne ó lucha, francaigh agus muca guine, leithlisithe le Percoll, agus measúnacht déanta orthu ag an 0.1 mg in aghaidh ml céanna, le píorúváit agus maláit nó glútamáit agus maláit ag 5 mM an ceann. D'úsáid siad dhá bhlocálaí de Choimpléasc III: antimycin A ag 0.3 micromolar agus myxothiazol ag 1 micromolar. Bhí an ruaim ag 2 micromolar i bhformhór na measúnachtaí, agus ag 0.5 san obair ar chíteacróm c. Tá na trí speiceas ar fad, le prótacail chomhfhreagracha, sa pháipéar rochtana oscailte.

Seachnaíodh an dá bhac go páirteach, sna trí speiceas ar fad. I miteacoindrí luch, chuir antimycin an riospráid faoi chois agus d'ardaigh an ruaim í thart ar 60 faoin gcéad, ó thuairim is 37 go 59 nmol in aghaidh an nóiméid in aghaidh mg. Chuir myxothiazol í faoi chois faoi 88 faoin gcéad, go thart ar 4.5, agus d'ardaigh an ruaim í go cúig oiread an leibhéil sin, thart ar 23. Rinneadh athpholarú páirteach ar phoitéinseal an scannáin faoi cheachtar coisctheoir, arna thomhas le dhá ruaim (safranin O agus TMRM cóimheasmhéadrach) chun déantáin optúla a chur as an áireamh.

Rinne an páipéar seo tástáil dhíreach ar an aistriú freisin, rud nach ndearna an chéad staidéar riamh. Ní dhearna miteacoindrí fuinnmhithe cíteacróm c aicéitilithe eisigineach ag 25 micromolar a dhí-ocsaídiú, le coisctheoirí nó gan iad, ach spreag cur leis na ruaime dí-ocsaídiú sa dá chás. I maolán saor ó chealla, dhí-ocsaídigh NADH agus an ruaim cíteacróm c ag ráta a bhí i gcomhréir le NADH. An léim níos faide, i bhfocail: coibhéisí dí-ocsaídiúcháin chuig an ruaim, an ruaim go díreach chuig cíteacróm c, Coimpléasc IV chuig ocsaigin. Seachnaíonn an bealach sin Coimpléasc III go hiomlán, mar sin is féidir an dá bhlocálaí a sheachaint.

Tacaíonn dhá thomhas bhreise leis an léamh sin. Thit fluaraiseacht NAD(P)H nuair a cuireadh an ruaim le miteacoindrí a bhí cóireáilte le myxothiazol, rud a chiallaíonn gur draenáladh coibhéisí dí-ocsaídiúcháin tríd an mbealach nua. Agus lean ionsúiteacht na ruaime ag 660 nm gach cur leis ina sheal féin, agus léirigh forleachtanna lártheifneoirithe go raibh an ruaim ocsaídithe ag carnadh taobh istigh de mhiteacoindrí fuinnmhithe go leibhéal os cionn céad oiread, agus ansin ag imeacht nuair a chlis ar an bpoitéinseal. Tagann cuntasaíocht na bprótón leis sin freisin: má sheachnaítear na céimeanna caidéalaithe, fágtar tuairim is 2 phrótón in aghaidh péire leictreon in áit 10, mar sin is é úsáid níos tapa ocsaigine agus gan ach athpholarú páirteach an patrún a bheifí ag súil leis ó fhíorsheachaint, seachas fianaise ina coinne.

Chruthaigh an t-ullmhúchán céanna freagairtí a d'fhéadfadh léitheoir neamhchúramach a chur amú. Le coisctheoir agus ruaim, laghdaigh ADP an riospráid in áit í a ardú, agus spreag blocáil an iompair í in áit í a mhoilliú, agus fós bhog poitéinseal an scannáin sna gnáth-threonna. Cuireann tomhaltas ocsaigine leis féin duine amú sa chóras seo.

Staidéar a trí: an staidéar ae a rinne tástáil ar Choimpléisc I agus II, ní ar III

D'úsáid Lee agus Boelsterli miteacoindrí ó ae luch agus heipiticítí saothraithe a ndearna efavirenz (Coimpléasc I, IC50 gar do 30 micromolar) agus hydrazine, meitibilít isoniazid (Coimpléasc II, IC50 gar do 30 micromolar), damáiste dóibh. D'athbhunaigh ruaim ag thart ar 30 micromolar ocsaídiú NADH, poitéinseal an scannáin agus ATP, agus laghdaigh sí ocsaídeoirí agus bás neacróiseach. Sa pháipéar in Redox Biology, samhlaítear an ruaim mar iompróir leictreon timpeall ar Choimpléisc I agus II a ndearnadh damáiste dóibh.

Is comhthéacs deimhnithe é an toradh sin maidir leis na céimeanna níos luaithe sa slabhra, agus ní deir sé aon rud faoi Choimpléasc III toisc nár cuireadh aon bhac ann sa staidéar. Ní féidir leis ceachtar staidéar inchinne a dheimhniú ná a bhréagnú.

Maitrís na gcoinníollacha

Ceithre chúis ar féidir leis an dá staidéar ar Choimpléasc III a bheith ceart faoina leagan amach féin

1. Níorbh ionann an idirghabháil leis an mblocálaí. Antimycin leis féin ag 1 microgram in aghaidh ml i gcomparáid le antimycin ag 0.3 micromolar agus blocálaí ar leith do shuíomh Qo. Teipeann ar bhealach ruaime a thugann leictreoin do shuíomh Qo go díreach san áit a n-éiríonn le bealach díreach chuig cíteacróm c. Ní féidir suíomh amháin a úsáid mar ionadaí don dá cheann.

2. Bhí dáileog na ruaime agus an t-amú éagsúil. Príomhthiúcháin de 1 i gcomparáid le 2 micromolar, i substaint a théann trí thimthriallta ocsaídiúcháin-dí-ocsaídiúcháin agus a bhfuil a hiontógáil agus a dí-ocsaídiú díreach ar chíteacróm c ag brath ar thiúchan agus ar am. Is féidir le difríochtaí beaga dáileoige agus amú éagsúil na dtomhas codanna éagsúla den líonra céanna a nochtadh.

3. Bhí na hullmhúcháin éagsúil. Roghnaíonn leithlisiú le digitonin agus leithlisiú le grádán Percoll daonraí miteacoindreacha atá ag forluí ach nach bhfuil comhionann. Bhí an tiúchan próitéine mar an gcéanna ag 0.1 mg in aghaidh ml, mar sin cuirtear an athróg sin as an áireamh, ach ní chuirtear an fodhaonra ná an tsláine as an áireamh. Agus glanadh an t-amhras faoin speiceas: d'atáirg an dara grúpa a fheinitíopa i lucha freisin.

4. Cinneann staid na bhfoshraitheanna cad is féidir leis an ruaim a dhéanamh. Trí réimeas foshraithe i gcomparáid le péirí atá nasctha le NADH. Cinneann soláthar NADH agus poitéinseal an scannáin le chéile cé chomh tapa agus a dhí-ocsaídítear an ruaim agus cá ndáiltear í, agus braitheann bealach a éilíonn ruaim dhí-ocsaídithe taobh le cíteacróm c ocsaídithe ar an rogha sin.

Conas an chéad mhaíomh eile faoi sheachaint a léamh

Fiafraigh cén coimpléasc a blocáladh, cén coisctheoir a úsáideadh, agus cén suíomh agus dáileog a bhí i gceist. Fiafraigh cén tiúchan ruaime a úsáideadh agus cathain a rinneadh an tomhas. Fiafraigh faoin bhfíochán, faoin speiceas, faoin leithlisiú, faoin tiúchan próitéine agus faoin bhfoshraith. Agus fiafraigh an bhfuil poitéinseal, riospráid, staid ocsaídiúcháin-dí-ocsaídiúcháin agus measúnacht dhíreach ar an aistriú ag teacht lena chéile, mar thug tomhaltas ocsaigine leis féin léiriú mícheart níos mó ná uair amháin anseo.

Seasann an achoimre theoranta. Tá comhaontú ann faoi sheachaint Choimpléasc I leis an ruaim. Maidir le Coimpléasc III, ní léiríonn miteacoindrí luch le antimycin ag 1 microgram in aghaidh ml agus ruaim ag 1 micromolar aon seachaint fheidhmiúil, ach léiríonn trí speiceas le antimycin ag 0.3 micromolar nó myxothiazol ag 1 micromolar agus ruaim ag 2 micromolar seachaint pháirteach le haistriú díreach ón ruaim chuig cíteacróm c. Is féidir leis na ráitis sin seasamh le chéile. Is eachtarshuíomh aon rud níos leithne.

Coinníonn an léitheoireacht ghaolmhar an maíomh atá faoi dhíospóid laistigh den cheimic nach bhfuil faoi dhíospóid: conas a bhogann gorm meitiléine leictreoin don athsheachadadh, na turgnaimh ar sheachaint Choimpléasc I don chás deimhnithe níos luaithe sa slabhra, tomhais phoitéinseal an scannáin agus a ndéantáin chun a thuiscint cén fáth a raibh dhá ruaim ag teastáil, agus láimhseáil saotharlainne substaintí a théann trí thimthriallta ocsaídiúcháin-dí-ocsaídiúcháin do ghaistí na dáileoige agus an amaithe.