ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಅನ್ನು ಬೈಪಾಸ್ ಮಾಡಬಹುದೇ? ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಏಕೆ ಭಿನ್ನ ಫಲಿತಾಂಶ ನೀಡುತ್ತವೆ

ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಅನ್ನು ಬೈಪಾಸ್ ಮಾಡಬಹುದೇ ಎಂದು ಎರಡು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದವು. ಒಂದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದಿತು. ಇನ್ನೊಂದು ಸಾಧ್ಯ ಎಂದಿತು. ಎರಡರಲ್ಲೂ ದತ್ತಾಂಶವಿತ್ತು.

ಇಲಿಯ ಮೆದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಮೊದಲ ಅಧ್ಯಯನವು ಈ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದಿಂದ ಅದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಕಂಡುಕೊಂಡಿತು. ಮೂರು ದಂಶಕ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಮೆದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಎರಡನೇ ಅಧ್ಯಯನವು ಭಾಗಶಃ ಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ಕಂಡುಕೊಂಡಿತು. ಇಲಿಯ ಯಕೃತ್ತಿನಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಮೂರನೇ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಈ ಚರ್ಚೆಯ ಜೊತೆಗೆ ಆಗಾಗ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದು ಬೇರೆ ವಿಷಯವನ್ನು. ಅದನ್ನು ಅದರ ಸರಿಯಾದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿಟ್ಟರೆ ಅರ್ಧ ಗೊಂದಲ ನಿವಾರಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಇಲ್ಲಿ ಘೋಷಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವಿಲ್ಲ. ವಿಭಿನ್ನ ನಿರೋಧಕಗಳು, ಪ್ರಮಾಣಗಳು ಮತ್ತು ಮಾಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೂರು ಪ್ರಯೋಗಗಳಿವೆ. ಮೊದಲು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಓದಿ. ನಿರ್ಣಯಗಳು ಅವುಗಳಿಂದ ಬರುತ್ತವೆ.

ಇಲ್ಲಿ ಬೈಪಾಸ್ ಎಂದರೆ ಏನು

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ಮೂಲಕ (NADH ನಿಂದ) ಅಥವಾ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ II ಮೂಲಕ (ಸಕ್ಸಿನೇಟ್‌ನಿಂದ) ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತವೆ, ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಮೂಲಕ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಗೆ ಸಾಗುತ್ತವೆ, ನಂತರ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ IV ಮೂಲಕ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಈ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಅನ್ನು ಕೋಶವು ATP ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಬೈಪಾಸ್ ಎಂಬ ವಾದದ ಪ್ರಕಾರ, ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ತಡೆಯ ಹಿಂದಿನ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆದು, ತಡೆಯ ಮುಂದಿನ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಒಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಸೀಕರಣಗೊಂಡ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು NADH ಅಥವಾ ಸರಪಳಿಯ ಆರಂಭಿಕ ಘಟಕಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆದು ಲ್ಯೂಕೊಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಆಗುತ್ತದೆ; ಅಪಚಯಗೊಂಡ ರೂಪವು ಅವನ್ನು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಗೆ ಅಥವಾ ಮತ್ತೆ ಸರಪಳಿಗೆ ಒಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವರ್ಗಾವಣೆ ತಡೆಯ ಮುಂದಿನ ಭಾಗಕ್ಕೆ ನಡೆದರೆ, ಶ್ವಸನ ಮತ್ತು ಪೊರೆಯ ವಿಭವ ಭಾಗಶಃ ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅದು ತಡೆಯಿರುವ ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಅಥವಾ ಅದರ ಹಿಂದಿನ ಭಾಗಕ್ಕೆ ನಡೆದರೆ, ಯಾವುದೂ ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ.

ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ನ ಒಂದು ವಿವರ ಈ ವಿವಾದದ ಬಹುಭಾಗವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಎರಡು ನಿರೋಧಕ ಬಂಧನಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ Q ಚಕ್ರವನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ Qi ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಮೈಕ್ಸೋಥಯಝೋಲ್ Qo ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸುವ ಅಧ್ಯಯನವು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್‌ನ ಅರ್ಧ ಭಾಗವನ್ನಷ್ಟೇ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದೆ.

ಮೊದಲ ಅಧ್ಯಯನ: ಇಲಿಯ ಮೆದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ಬೈಪಾಸ್ ಇಲ್ಲ

Gureev ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು C57BL/6 ಇಲಿಗಳ ಮೆದುಳಿನ ಕಾರ್ಟೆಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಡಿಜಿಟೋನಿನ್ ಬಳಸಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು; ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ 0.1 mg per ml ಆಗಿತ್ತು. ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಮೂರು ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದ್ದವು: ತಲಾ 5 mM ಪೈರುವೇಟ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಲೇಟ್, 2 mM ಗ್ಲುಟಮೇಟ್ ಜೊತೆಗೆ 10 mM ಸಕ್ಸಿನೇಟ್, ಮತ್ತು 10 mM L-ಪ್ರೋಲಿನ್. ನಿರೋಧಕಗಳು 1 micromolar ರೋಟೆನೋನ್ (ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I) ಮತ್ತು 1 microgram per ml ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ (ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III) ಆಗಿದ್ದವು. ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಪ್ರಮಾಣಗಳು 0.5, 1 ಮತ್ತು 2 micromolar ಆಗಿದ್ದು, ಮುಖ್ಯ ಸಾಂದ್ರತೆ 1 micromolar ಆಗಿತ್ತು. ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಮಾಪನ ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳು FEBS Letters ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಸಂಶೋಧನಾ ವರದಿಯಲ್ಲಿ ಇವೆ.

ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ಬೈಪಾಸ್ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿತು. ರೋಟೆನೋನ್ ADP ಯಿಂದ ಉತ್ತೇಜಿತವಾದ ಶ್ವಸನವನ್ನು ಸುಮಾರು 121 ರಿಂದ ಸುಮಾರು 2 nmol per minute per mg ಗೆ ಇಳಿಸಿತು; 1 micromolar ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಅದನ್ನು ಸುಮಾರು 21 ಕ್ಕೆ ಮರುಸ್ಥಾಪಿಸಿತು. ಪೈರುವೇಟ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಲೇಟ್ ಸಂಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ಹಾಗೂ L-ಪ್ರೋಲಿನ್‌ನಲ್ಲಿ ಪೊರೆಯ ವಿಭವ ಚೇತರಿಸಿಕೊಂಡಿತು.

ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಬೈಪಾಸ್ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲಿಲ್ಲ. ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ಶ್ವಸನವನ್ನು ಸುಮಾರು 16 ಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಿತು; ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಅದನ್ನು ಕೇವಲ ಸುಮಾರು 20 ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. 5 micromolar ವರೆಗಿನ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯ ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಯಾವುದೇ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಪೊರೆಯ ವಿಭವ ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಿಲ್ಲ. ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ದತ್ತಾಂಶವೂ ಇದೇ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಸೂಚಿಸಿತು: ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವೊಂದೇ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ಬಿಡುಗಡೆಯ ಮೂಲ ದರವನ್ನು ಸುಮಾರು 76 pmol per minute per mg ಯಿಂದ ಮೂರು ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸುಮಾರು 1170, 1460 ಮತ್ತು 1945 ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು; ಆದರೆ ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದಿಂದ ಉಂಟಾದ ಆ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸುಮಾರು 25, 88 ಮತ್ತು 96 ಪ್ರತಿಶತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು. ಅಪಚಯಗೊಂಡ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದ್ದರೆ, ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಅನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುವುದರಿಂದ ಆ ಸಂಕೇತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಬಾರದು. ಅಪಚಯಗೊಂಡ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ತಡೆಯ ಹಿಂದಿರುವ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ನ Qo ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ಊಹಿಸಿದರು. ಈ ಚಿಕ್ಕ ಲೂಪ್ ಅನ್ನು ಮಾತಿನಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ: ದಾನಿಗಳಿಂದ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಕ್ಕೆ, ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದಿಂದ Qo ಗೆ, ಅಲ್ಲಿಂದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಮುಂದೆ. ರೋಟೆನೋನ್ ತಡೆಯನ್ನು ಬೈಪಾಸ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ತಡೆಯನ್ನು ಅಲ್ಲ.

ಎರಡನೇ ಅಧ್ಯಯನ: ಮೂರು ಪ್ರಭೇದಗಳಲ್ಲಿ, ಎರಡೂ ನಿರೋಧಕ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗಶಃ ಬೈಪಾಸ್

Svab ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಪ್ರಯೋಗದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದರು. ಇಲಿ, ಹೆಗ್ಗಣ ಮತ್ತು ಗಿನಿ ಪಿಗ್‌ಗಳ ಮೆದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳನ್ನು Percoll ಬಳಸಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ, ಅದೇ 0.1 mg per ml ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು; ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳಾಗಿ ತಲಾ 5 mM ಪೈರುವೇಟ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಲೇಟ್ ಅಥವಾ ಗ್ಲುಟಮೇಟ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಲೇಟ್ ಬಳಸಿದರು. ಅವರು ಎರಡು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ನಿರೋಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು: 0.3 micromolar ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ A ಮತ್ತು 1 micromolar ಮೈಕ್ಸೋಥಯಝೋಲ್. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಸಾಂದ್ರತೆ 2 micromolar ಆಗಿತ್ತು; ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ 0.5 ಆಗಿತ್ತು. ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಶಿಷ್ಟಕ್ರಮಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ ಎಲ್ಲಾ ಮೂರು ಪ್ರಭೇದಗಳ ವಿವರಗಳು ಮುಕ್ತ ಪ್ರವೇಶದ ಸಂಶೋಧನಾ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ಇವೆ.

ಎಲ್ಲಾ ಮೂರು ಪ್ರಭೇದಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಎರಡೂ ತಡೆಗಳನ್ನು ಭಾಗಶಃ ಬೈಪಾಸ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಇಲಿಯ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ಶ್ವಸನವನ್ನು ಕುಗ್ಗಿಸಿತು; ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಅದನ್ನು ಸುಮಾರು 60 ಪ್ರತಿಶತ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, ಸುಮಾರು 37 ರಿಂದ 59 nmol per minute per mg ಗೆ ಏರಿಸಿತು. ಮೈಕ್ಸೋಥಯಝೋಲ್ ಅದನ್ನು 88 ಪ್ರತಿಶತ ಕುಗ್ಗಿಸಿ ಸುಮಾರು 4.5 ಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಿತು; ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಅದನ್ನು ಐದು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ಸುಮಾರು 23 ಕ್ಕೆ ಏರಿಸಿತು. ಎರಡರಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ನಿರೋಧಕವಿದ್ದರೂ ಪೊರೆಯ ವಿಭವ ಭಾಗಶಃ ಮರುಧ್ರುವೀಕರಣಗೊಂಡಿತು. ದೃಶ್ಯ ಮಾಪನದ ಕೃತಕ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಲು ಇದನ್ನು ಎರಡು ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳಿಂದ (ಸಾಫ್ರಾನಿನ್ O ಮತ್ತು ಅನುಪಾತಾಧಾರಿತ TMRM) ಅಳೆಯಲಾಯಿತು.

ಈ ಲೇಖನವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿಯೂ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿತು; ಮೊದಲ ಅಧ್ಯಯನ ಇದನ್ನು ಮಾಡಿರಲಿಲ್ಲ. ಹೊರಗಿನಿಂದ ಸೇರಿಸಿದ 25 micromolar ಅಸಿಟೈಲೇಟೆಡ್ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c, ನಿರೋಧಕಗಳು ಇದ್ದಾಗಲೂ ಇಲ್ಲದಿದ್ದಾಗಲೂ ಶಕ್ತಿಯುತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಿಂದ ಅಪಚಯಗೊಳ್ಳಲಿಲ್ಲ; ಆದರೆ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಅಪಚಯ ನಡೆಯಿತು. ಕೋಶರಹಿತ ಬಫರ್‌ನಲ್ಲಿ NADH ಮತ್ತು ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಸೇರಿ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಅನ್ನು NADH ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುವ ದರದಲ್ಲಿ ಅಪಚಯಗೊಳಿಸಿದವು. ಈ ಉದ್ದವಾದ ಜಿಗಿತವನ್ನು ಮಾತಿನಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ: ಅಪಚಯಕಾರಿ ಸಮಾನಾಂಶಗಳಿಂದ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಕ್ಕೆ, ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದಿಂದ ನೇರವಾಗಿ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಗೆ, ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ IV ಮೂಲಕ ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ. ಆ ಹಾದಿ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಅನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಎರಡೂ ನಿರೋಧಕಗಳ ತಡೆಗಳನ್ನು ಬೈಪಾಸ್ ಮಾಡಬಹುದು.

ಇನ್ನೆರಡು ಮಾಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಈ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತವೆ. ಮೈಕ್ಸೋಥಯಝೋಲ್‌ನಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಿಗೆ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯ ಸೇರಿಸಿದಾಗ NAD(P)H ಪ್ರತಿದೀಪ್ತಿ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು; ಅಂದರೆ ಅಪಚಯಕಾರಿ ಸಮಾನಾಂಶಗಳು ಹೊಸ ಹಾದಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿದುಹೋದವು. 660 nm ನಲ್ಲಿ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಅವಶೋಷಣೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿ ಸೇರ್ಪಡೆಯ ನಂತರ ಕ್ರಮವಾಗಿ ದಾಖಲಿಸಲಾಯಿತು. ಇದೇ ವೇಳೆ, ಅಪಕೇಂದ್ರೀಕರಣದ ನಂತರದ ಮೇಲ್ದ್ರವಗಳು, ಶಕ್ತಿಯುತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳ ಒಳಗೆ ಆಕ್ಸೀಕರಣಗೊಂಡ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಸಾಂದ್ರತೆ ನೂರು ಪಟ್ಟಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, ವಿಭವ ಕುಸಿದಾಗ ಅದು ಹೊರಬರುವುದನ್ನು ತೋರಿಸಿದವು. ಪ್ರೋಟಾನ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವೂ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ: ಪಂಪಿಂಗ್ ಹಂತಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವುದರಿಂದ ಪ್ರತಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಜೋಡಿಗೆ 10 ರ ಬದಲು ಸುಮಾರು 2 ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮಾತ್ರ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ವೇಗವಾಗಿದ್ದರೂ ಮರುಧ್ರುವೀಕರಣವು ಭಾಗಶಃ ಮಾತ್ರ ಇರುವುದು ನಿಜವಾದ ಬೈಪಾಸ್‌ನ ಲಕ್ಷಣವೇ ಹೊರತು, ಅದರ ವಿರುದ್ಧದ ಸಾಕ್ಷ್ಯವಲ್ಲ.

ಅದೇ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮೇಲ್ನೋಟದ ಓದನ್ನು ತಪ್ಪು ದಾರಿಗೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯುತ್ತವೆ. ನಿರೋಧಕ ಮತ್ತು ವರ್ಣದ್ರವ್ಯ ಒಟ್ಟಿಗಿದ್ದಾಗ, ADP ಶ್ವಸನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಬದಲು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು; ಸಾಗಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಿದಾಗ ಅದು ನಿಧಾನವಾಗುವ ಬದಲು ಉತ್ತೇಜಿತವಾಯಿತು. ಆದರೆ ಪೊರೆಯ ವಿಭವವು ಇನ್ನೂ ಸಾಮಾನ್ಯ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲೇ ಬದಲಾಯಿತು. ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯೊಂದೇ ದಾರಿ ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಮೂರನೇ ಅಧ್ಯಯನ: ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ಮತ್ತು II ಅನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ ಯಕೃತ್ತಿನ ಅಧ್ಯಯನ, III ಅನ್ನು ಅಲ್ಲ

Lee ಮತ್ತು Boelsterli ಇಲಿಯ ಯಕೃತ್ತಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಎಫಾವಿರೆಂಝ್ (ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I, IC50 ಸುಮಾರು 30 micromolar) ಹಾಗೂ ಐಸೋನಿಯಾಝಿಡ್‌ನ ಚಯಾಪಚಯ ಉತ್ಪನ್ನವಾದ ಹೈಡ್ರಝೀನ್ (ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ II, IC50 ಸುಮಾರು 30 micromolar) ನಿಂದ ಹಾನಿಗೊಳಗಾದ, ಕಲ್ಚರ್‌ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸಿದ ಯಕೃತ್ತಿನ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಸುಮಾರು 30 micromolar ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಆಕ್ಸಿಡೆಂಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನೆಕ್ರೋಸಿಸ್‌ನಿಂದಾಗುವ ಕೋಶಮರಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತಾ, NADH ಆಕ್ಸೀಕರಣ, ಪೊರೆಯ ವಿಭವ ಮತ್ತು ATP ಯನ್ನು ಮರುಸ್ಥಾಪಿಸಿತು. Redox Biology ಸಂಶೋಧನಾ ಲೇಖನವು ಇದನ್ನು ಹಾನಿಗೊಳಗಾದ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ಮತ್ತು II ಅನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಿ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಗಿಸುವ ಮಾದರಿಯಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.

ಆ ಫಲಿತಾಂಶವು ಸರಪಳಿಯ ಹಿಂದಿನ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ದೃಢಪಟ್ಟ ಹಿನ್ನೆಲೆ. ಅದು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಬಗ್ಗೆ ಏನನ್ನೂ ಹೇಳುವುದಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಅಲ್ಲಿ ಯಾವುದನ್ನೂ ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಅದು ಮೆದುಳಿನ ಎರಡೂ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದನ್ನೂ ದೃಢಪಡಿಸಲೂ ಖಂಡಿಸಲೂ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಪ್ರಯೋಗದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಹೋಲಿಕೆ ಕೋಷ್ಟಕ

ಎರಡೂ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಅಧ್ಯಯನಗಳು ತಮ್ಮದೇ ಪ್ರಯೋಗದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಸರಿಯಾಗಿರಬಹುದಾದ ನಾಲ್ಕು ಕಾರಣಗಳು

1. ನಿರೋಧಕವನ್ನು ಬಳಸಿದ ವಿಧಾನ ಒಂದೇ ಆಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಒಂದು ಕಡೆ 1 microgram per ml ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ಮಾತ್ರ; ಇನ್ನೊಂದು ಕಡೆ 0.3 micromolar ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ಜೊತೆಗೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕ Qo ಸ್ಥಾನ ನಿರೋಧಕ. Qo ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಹಾದಿ ವಿಫಲವಾಗುವ ಅದೇ ತಡೆಯ ಬಳಿ, ನೇರವಾಗಿ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಗೆ ಸಾಗುವ ಹಾದಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಸ್ಥಾನ ಎರಡಕ್ಕೂ ಪ್ರತಿನಿಧಿಯಾಗಲಾರದು.

2. ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಸಮಯ ಭಿನ್ನವಾಗಿದ್ದವು. ಮುಖ್ಯ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು 1 ಮತ್ತು 2 micromolar ಆಗಿದ್ದವು. ಈ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಚಕ್ರಕಾರಕದ ಒಳಹೀರಿಕೆ ಮತ್ತು ನೇರ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಅಪಚಯವು ಸಾಂದ್ರತೆ ಹಾಗೂ ಸಮಯವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ. ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಸಣ್ಣ ಅಂತರಗಳು ಮತ್ತು ಮಾಪನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಒಂದೇ ಜಾಲದ ವಿಭಿನ್ನ ಹಾದಿಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಬಹುದು.

3. ತಯಾರಿಕೆಗಳು ಭಿನ್ನವಾಗಿದ್ದವು. ಡಿಜಿಟೋನಿನ್ ಪ್ರತ್ಯೇಕೀಕರಣ ಮತ್ತು Percoll ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಪ್ರತ್ಯೇಕೀಕರಣವು ಭಾಗಶಃ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಿದ್ದರೂ ಒಂದೇ ಅಲ್ಲದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾ ಸಮೂಹಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಎರಡರಲ್ಲೂ 0.1 mg per ml ಆಗಿತ್ತು, ಆದ್ದರಿಂದ ಆ ಚರವನ್ನು ಕಾರಣಗಳ ಪಟ್ಟಿಯಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು. ಆದರೆ ಉಪಸಮೂಹ ಮತ್ತು ರಚನಾತ್ಮಕ ಸಮಗ್ರತೆಯನ್ನು ಹಾಗೆ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗದು. ಪ್ರಭೇದದ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಕಾರಣವಾಗಿರಬಹುದೆಂಬ ಅನುಮಾನವೂ ನಿವಾರಣೆಯಾಯಿತು: ಎರಡನೇ ಗುಂಪು ತನ್ನಲ್ಲಿ ಕಂಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಇಲಿಯಲ್ಲಿಯೂ ಮರುತೋರಿಸಿತು.

4. ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಸ್ಥಿತಿಯು ವರ್ಣದ್ರವ್ಯ ಏನು ಮಾಡಬಲ್ಲದು ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಕಡೆ ಮೂರು ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು; ಇನ್ನೊಂದು ಕಡೆ NADH ಸಂಬಂಧಿತ ಜೋಡಿಗಳು. NADH ಪೂರೈಕೆ ಮತ್ತು ಪೊರೆಯ ವಿಭವ ಒಟ್ಟಾಗಿ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯ ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಅಪಚಯಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಹಾಗೂ ಅದು ಎಲ್ಲಿ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ. ಆಕ್ಸೀಕರಣಗೊಂಡ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಅಪಚಯಗೊಂಡ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಹಾದಿ ಆ ಆಯ್ಕೆಯ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಮುಂದಿನ ಬೈಪಾಸ್ ವಾದವನ್ನು ಹೇಗೆ ಓದಬೇಕು

ಯಾವ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಅನ್ನು, ಯಾವ ನಿರೋಧಕದಿಂದ, ಯಾವ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಯಾವ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲಾಯಿತು ಎಂದು ಕೇಳಿ. ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಎಷ್ಟು ಮತ್ತು ಮಾಪನವನ್ನು ಯಾವಾಗ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು ಎಂದು ಕೇಳಿ. ಅಂಗಾಂಶ, ಪ್ರಭೇದ, ಪ್ರತ್ಯೇಕೀಕರಣ ವಿಧಾನ, ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಬಗ್ಗೆ ಕೇಳಿ. ವಿಭವ, ಶ್ವಸನ, ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ನೇರ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪರೀಕ್ಷೆ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತವೆಯೇ ಎಂದೂ ಕೇಳಿ; ಏಕೆಂದರೆ ಇಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯೊಂದೇ ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬಾರಿ ತಪ್ಪು ದಿಕ್ಕನ್ನು ಸೂಚಿಸಿತು.

ಸೀಮಿತ ಸಾರಾಂಶವು ಮಾನ್ಯವಾಗಿಯೇ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ಅನ್ನು ಬೈಪಾಸ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರಲ್ಲಿ ಒಮ್ಮತವಿದೆ. ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ವಿಷಯದಲ್ಲಿ, 1 microgram per ml ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ಮತ್ತು 1 micromolar ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಇಲಿಯ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳು ಕಾರ್ಯಾತ್ಮಕ ಬೈಪಾಸ್ ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರೆ 0.3 micromolar ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ ಅಥವಾ 1 micromolar ಮೈಕ್ಸೋಥಯಝೋಲ್ ಮತ್ತು 2 micromolar ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಮೂರು ಪ್ರಭೇದಗಳು, ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದಿಂದ ನೇರವಾಗಿ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಗೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಮೂಲಕ ಭಾಗಶಃ ಬೈಪಾಸ್ ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಹೇಳಿಕೆಗಳು ಒಂದೇ ವೇಳೆ ಸತ್ಯವಾಗಿರಬಹುದು. ಇದಕ್ಕಿಂತ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಯಾವುದೇ ನಿರ್ಣಯವು ಲಭ್ಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರಿದ ಊಹೆ.

ಸಂಬಂಧಿತ ಓದು ಈ ವಿವಾದಿತ ವಾದವನ್ನು ನಿರ್ವಿವಾದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿಡುತ್ತದೆ: ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಹಸ್ತಾಂತರಕ್ಕಾಗಿ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಸರಪಳಿಯ ಹಿಂದಿನ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ದೃಢಪಟ್ಟ ಪ್ರಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ಬೈಪಾಸ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳು, ಎರಡು ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳು ಏಕೆ ಬೇಕಾದವು ಎಂಬುದಕ್ಕಾಗಿ ಪೊರೆಯ ವಿಭವದ ಮಾಪನಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಕೃತಕ ಪರಿಣಾಮಗಳು, ಹಾಗೂ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಸಮಯದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗಾಗಿ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಚಕ್ರಕಾರಕಗಳ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ನಿರ್ವಹಣೆ.