መቲሊን ብሉ ንሚቶኮንድርያዊ ኮምፕሌክስ III ክሰግሮ ይኽእል ድዩ? መጽናዕትታት ስለምንታይ ይፈላለዩ

ክልተ ላቦራቶሪታት፣ መቲሊን ብሉ ንዝተዓገተ ሚቶኮንድርያዊ ኮምፕሌክስ III ክሰግሮ ይኽእል ድዩ ኢለን ሓቲተን። እታ ሓንቲ ኣይክእልን ኢላ መሊሳ። እታ ካልአይቲ ይኽእል ኢላ መሊሳ። ክልቲአን ድማ መረዳእታ ነይሩወን።

እቲ ቀዳማይ መጽናዕቲ፣ ኣብ ናይ ኣናጹ ሓንጎል ሚቶኮንድርያ፣ እቲ ቀለም ክሰግር ከም ዘይክእል ረኺቡ። እቲ ካልኣይ፣ ኣብ ናይ ሰለስተ ዓይነታት ኣንቃጽቲ ሓንጎል ሚቶኮንድርያ፣ ብኸፊል ክሰግር ከም ዝኽእል ረኺቡ። ሳልሳይ መጽናዕቲ፣ ኣብ ናይ ኣናጹ ጸላም ከብዲ፣ መብዛሕትኡ ግዜ ምስዞም ብሓባር ይጥቀስ፣ ግን ካልእ ነገር እዩ ፈቲኑ። ኣብ ዝግብኦ ቦታ እንተ ኣቐሚጥናዮ፣ ፍርቂ እቲ ምድንጋር ይንጸር።

ኣብ ኩሉ ዝሰርሕ ሜካኒዝም ክንእውጅ ኣይንኽእልን። ዝተፈላለዩ ኣገትቲ፣ መጠናትን መለክዒታትን ዝተጠቕሙ ሰለስተ ፈተነታት ኣለዉ። ቅድሚ ኩሉ ነቶም ኩነታት ኣንብቡ። እቶም መደምደምታታት ድሕሪኦም ይስዕቡ።

ኣብዚ ምስጋር እንታይ ማለት እዩ

ኤሌክትሮናት ብኮምፕሌክስ I ኣቢሎም፣ ካብ NADH፣ ወይ ብኮምፕሌክስ II ኣቢሎም፣ ካብ ሱክሲኔት፣ ናብቲ ሰንሰለት ይኣትዉ። ብኮምፕሌክስ III ኣቢሎም ናብ ሳይቶክሮም c፣ ድሕሪኡ ድማ ብኮምፕሌክስ IV ኣቢሎም ናብ ኦክስጅን ይሓልፉ። እቲ ኣብዚ መንገዲ ዝህነጽ ግራድየንት እዩ እታ ዋህዮ ATP ንምፍጣር እትጥቀመሉ።

ናይ ምስጋር ኣበሃህላ፣ መቲሊን ብሉ ቅድሚ እቲ ዕገታ ኤሌክትሮናት ተቐቢሉ ድሕሪ እቲ ዕገታ የረክቦም ይብል። እቲ ኦክሲዳይዝ ዝኾነ ቀለም ካብ NADH ወይ ካብ መጀመርታ ክፍልታት እቲ ሰንሰለት ኤሌክትሮናት ብምቕባል ሉኮመቲሊን ብሉ ይኸውን። እቲ ሪዱስ ዝኾነ ቅርጺ ድማ ናብ ሳይቶክሮም c ወይ ተመሊሱ ናብቲ ሰንሰለት የረክቦም። እቲ ምርኽኻብ ድሕሪ እቲ ዕገታ እንተ ዀይኑ፣ ምትንፋስን ኤሌክትሪካዊ ፖተንሻል ሽፋንን ብኸፊል ይምለሱ። ኣብቲ ዝተዓገተ ቦታ ወይ ቅድሚኡ እንተ ዀይኑ ግን፣ ዝምለስ የለን።

ሓደ ዝርዝር ናይ ኮምፕሌክስ III ንዝበዝሐ ክፋል እዚ ክርክር ይውስኖ። እቲ ኮምፕሌክስ ክልተ ኣገትቲ ዝኣስሩሉ ቦታታት ዘለዎ ዑደት Q የካይድ። ኣንቲማይሲን ኣብ ቦታ Qi ይኣስር። ሚክሶቲያዞል ኣብ ቦታ Qo ይኣስር። ሓደ ካብኣቶም ጥራይ ዝጥቀም መጽናዕቲ፣ ፍርቂ እቲ ኮምፕሌክስ ጥራይ እዩ ፈቲኑ።

ቀዳማይ መጽናዕቲ፦ ኣብ ናይ ኣናጹ ሓንጎል ሚቶኮንድርያ ምስጋር የለን

ጉሪየቭን መሳርሕቱን ካብ ኣናጹ C57BL/6 ዝተወስዱ፣ ብዲጂቶኒን ዝተነጸሉ ናይ ቅርፊት ሓንጎል ሚቶኮንድርያ ተጠቒሞም፣ ኣብ 0.1 mg ፕሮቲን ንሓደ ml መርሚሮም። እቶም ሳብስትሬታት ሰለስተ ኣቀማምጣታት ነይሩዎም፦ ፓይሩቬት ምስ ማሌት፣ ነፍሲ ወከፍ ኣብ 5 mM፤ ሱክሲኔት ኣብ 10 mM ምስ ግሉታሜት ኣብ 2 mM፤ ከምኡውን L-ፕሮሊን ኣብ 10 mM። እቶም ኣገትቲ ሮተኖን ኣብ 1 micromolar፣ ንኮምፕሌክስ I፣ ከምኡውን ኣንቲማይሲን ኣብ 1 microgram ንሓደ ml፣ ንኮምፕሌክስ III፣ ነይሮም። መጠናት እቲ ቀለም 0.5፣ 1ን 2 micromolarን ነይሮም፣ 1 micromolar ድማ እቲ ቀንዲ ክምችት ነይሩ። እቶም ኣገባባትን ናይ መለክዒ መስመራትን ኣብ ጽሑፍ FEBS Letters ኣለዉ።

ኮምፕሌክስ I ምስጋር ተሳኺዑ። ሮተኖን ነቲ ብADP ዝተነቓቕሐ ምትንፋስ ካብ ኣስታት 121 ናብ ኣስታት 2 nmol ኣብ ደቒቕ ንሓደ mg ኣውሪድዎ፣ 1 micromolar ቀለም ድማ ናብ ኣስታት 21 መሊስዎ። ፖተንሻል ሽፋን፣ ኣብ ፓይሩቬት ምስ ማሌትን ኣብ L-ፕሮሊንን ተመሊሱ።

ኮምፕሌክስ III ምስጋር ግን ኣይተሳኽዐን። ኣንቲማይሲን ንምትንፋስ ናብ ኣስታት 16 ኣውሪድዎ፣ እቲ ቀለም ድማ ናብ ኣስታት 20 ጥራይ ኣብጺሕዎ። ክሳብ 5 micromolar ቀለም እኳ እንተ ተጠቕሙ፣ ፖተንሻል ሽፋን ኣብ ዝኾነ ሳብስትሬት ኣይተመልሰን። ናይ ፐሮክሳይድ መረዳእታውን ናብ ተመሳሳሊ መደምደምታ ኣመልኪቱ፦ እቲ ቀለም በይኑ፣ ምፍናው ፐሮክሳይድ ካብ መሰረታዊ ፍጥነት ዳርጋ 76 pmol ኣብ ደቒቕ ንሓደ mg፣ በቶም ሰለስተ መጠናት ናብ ኣስታት 1170፣ 1460ን 1945ን ኣዕብይዎ። ይኹን እምበር፣ ኣንቲማይሲን ነቲ ብቀለም ዝተፈጥረ ምልክት፣ ብቕደም ተኸተል ብኣስታት 25፣ 88ን 96 ሚእታዊትን ኣጉዲልዎ። እቲ ሪዱስ ዝኾነ ቀለም ብቐጥታ ምስ ኦክስጅን ይግብረ እንተ ነይሩ፣ ኮምፕሌክስ III ምዕጋት ነቲ ምልክት ክገትኦ ኣይነበሮን። እቶም ጸሓፍቲ፣ እቲ ሪዱስ ዝኾነ ቀለም ቅድሚ ዕገታ ኣንቲማይሲን፣ ኣብ ቦታ Qo ናይ ኮምፕሌክስ III ኦክሲዳይዝ ከም ዝኸውን ደምዲሞም። እቲ ሓጺር ዑደት ብቓላት፦ ካብ ለገስቲ ናብ ቀለም፣ ካብ ቀለም ናብ Qo፣ ካብኡ በቲ ንቡር መንገዲ ንቕድሚት። ሮተኖን ይስገር። ኣንቲማይሲን ግን ኣይስገርን።

ካልኣይ መጽናዕቲ፦ ኣብ ሰለስተ ዓይነታት፣ ኣብ ክልቲኦም ቦታታት ኣጋቲ፣ ከፊላዊ ምስጋር

ስቫብን መሳርሕቱን ነቲ ንድፊ ኣስፊሖምዎ። ካብ ኣናጹ፣ ዓበይቲ ኣናጹን ጊኒ ፒግን ዝተወስዱ፣ ብፐርኮል ዝተነጸሉ ናይ ሓንጎል ሚቶኮንድርያ፣ ኣብቲ ተመሳሳሊ 0.1 mg ንሓደ ml መርሚሮም። ፓይሩቬት ምስ ማሌት ወይ ግሉታሜት ምስ ማሌት፣ ነፍሲ ወከፍ ኣብ 5 mM፣ ተጠቒሞም። ክልተ ኣገትቲ ኮምፕሌክስ III ተጠቒሞም፦ ኣንቲማይሲን A ኣብ 0.3 micromolar ከምኡውን ሚክሶቲያዞል ኣብ 1 micromolar። እቲ ቀለም ኣብ መብዛሕትኦም ምርመራታት 2 micromolar፣ ኣብ ናይ ሳይቶክሮም c ስራሕ ድማ 0.5 ነይሩ። ሰለስቲኦም ዓይነታት፣ ምስ ዝተመሳሰሉ ፕሮቶኮላት፣ ኣብቲ ብናጻ ዝርከብ ጽሑፍ ቀሪቦም ኣለዉ።

ኣብ ሰለስቲኦም ዓይነታት፣ ክልቲኦም ዕገታታት ብኸፊል ተሰጊሮም። ኣብ ናይ ኣናጹ ሚቶኮንድርያ፣ ኣንቲማይሲን ንምትንፋስ ገቲእዎ፣ እቲ ቀለም ድማ ብኣስታት 60 ሚእታዊት፣ ካብ ዳርጋ 37 ናብ 59 nmol ኣብ ደቒቕ ንሓደ mg፣ ኣዕብይዎ። ሚክሶቲያዞል ብ88 ሚእታዊት፣ ናብ ኣስታት 4.5፣ ኣውሪድዎ፣ እቲ ቀለም ድማ ብሓሙሽተ ዕጽፊ ናብ ኣስታት 23 ኣዕብይዎ። ኣብ ህላወ ነፍሲ ወከፍ ኣጋቲ፣ ፖተንሻል ሽፋን ብኸፊል ናብ ቀደም ፖላራይዜሽኑ ተመሊሱ። ብርሃናዊ ናይ መለክዒ ጌጋታት ንምእላይ፣ ብክልተ ቀለማት፣ ሳፍራኒን Oን ረሽዮ ዝጥቀም TMRMን፣ ተለኪዑ።

እዚ ጽሑፍ ነቲ ምርኽኻብ ብቐጥታውን ፈቲንዎ፣ እቲ ቀዳማይ መጽናዕቲ ፈጺሙ ዘይገበሮ። ካብ ደገ ዝተወሰኸ፣ ኣሰቲሌት ዝተገብረሉ ሳይቶክሮም c ኣብ 25 micromolar፣ ኣገትቲ ይሃልዉ ኣይሃልዉ፣ ብኃይሊ ዝተመልኡ ሚቶኮንድርያ ሪዱስ ኣይገበርዎን። ቀለም ምውሳኽ ግን ኣብ ክልቲኡ ኩነታት ሪዳክሽን ኣንቀሳቒሱ። ዋህዮታት ኣብ ዘይብሉ ባፈር፣ NADH ምስ ቀለም ንሳይቶክሮም c፣ ምስ መጠን NADH ብዝመጣጠን ፍጥነት፣ ሪዱስ ገይርዎ። እቲ ነዊሕ ዝላ ብቓላት፦ ናይ ሪዳክሽን ኣቻታት ናብ ቀለም፣ ቀለም ብቐጥታ ናብ ሳይቶክሮም c፣ ኮምፕሌክስ IV ናብ ኦክስጅን። እዚ መንገዲ ንኮምፕሌክስ III ምሉእ ብምሉእ ይዘሎ፣ ስለዚ ክልቲኦም ኣገትቲ ክስገሩ ይኽእሉ።

ክልተ ተወሰኽቲ መለክዒታት ነዚ ኣተረጓጉማ ይድግፍዎ። ብሚክሶቲያዞል ናብ ዝተሓከሙ ሚቶኮንድርያ ቀለም ምስ ተወሰኸ፣ ፍሎረሰንስ NAD(P)H ወሪዱ። እዚ፣ ናይ ሪዳክሽን ኣቻታት በቲ ሓድሽ መንገዲ ከም ዝወጹ የመልክት። ከምኡውን፣ ኣብ 660 nm ዝተለክዐ ምምጣጥ ብርሃን ናይቲ ቀለም፣ ነፍሲ ወከፍ ምውሳኽ ብተራ ተኸታቲሉ። ድሕሪ ሴንትሪፍዩጅ ዝተረኽቡ ላዕለዎት ፈሳሲታት ድማ፣ ኦክሲዳይዝ ዝኾነ ቀለም ኣብ ውሽጢ ብኃይሊ ዝተመልኡ ሚቶኮንድርያ ልዕሊ ሚእቲ ዕጽፊ ከም ዝእከብ፣ እቲ ፖተንሻል ምስ ፈረሰ ድማ ከም ዝወጽእ ኣርእዮም። ናይ ፕሮቶናት ሚዛንውን ምስዚ ይሰማማዕ፦ ነቶም ፕሮቶናት ዝፓምፑ ደረጃታት ምዝላል፣ ኣብ ክንዲ 10፣ ንነፍሲ ወከፍ ጽምዲ ኤሌክትሮናት ዳርጋ 2 ፕሮቶናት ጥራይ ይገድፍ። ስለዚ ዝቐልጠፈ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን፣ ምስ ከፊላዊ ምምላስ ፖላራይዜሽን ጥራይ፣ ናይ ሓቀኛ ምስጋር መልክዕ እዩ፣ ኣንጻሩ ዝቐርብ መርትዖ ኣይኮነን።

እቲ ተመሳሳሊ ናይ ፈተነ ዝተዳለወ ናሙና፣ ንላዕለዋይ ንባብ ዘጋግዩ ምላሻት ኣፍርዩ። ኣጋቲ ምስ ቀለም ኣብ ዝነበረሉ፣ ADP ንምትንፋስ ኣብ ክንዲ ምዕባይ ኣውሪድዎ፤ መጓዓዝያ ምዕጋት ድማ ኣብ ክንዲ ምዝሓል ኣነቓቒሕዎ። ፖተንሻል ሽፋን ግን ገና በቶም ንቡራት ኣንፈታት ተቐይሩ። ኣብዚ ስርዓት፣ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን በይኑ የጋግይ።

ሳልሳይ መጽናዕቲ፦ ንኮምፕሌክሳት Iን IIን እምበር፣ III ዘይፈተነ ናይ ጸላም ከብዲ መጽናዕቲ

ሊን ቦልስተርሊን፣ ብኤፋቪረንዝ፣ ኮምፕሌክስ I፣ IC50 ዳርጋ 30 micromolar፣ ከምኡውን ብሃይድራዚን፣ ናይ ኢሶኒያዚድ ሜታቦላይት፣ ኮምፕሌክስ II፣ IC50 ዳርጋ 30 micromolar፣ ዝተጎድኡ ናይ ኣናጹ ጸላም ከብዲ ሚቶኮንድርያን ኣብ ባህሊ ዝዓበዩ ዋህዮታት ጸላም ከብድን ተጠቒሞም። እቲ ቀለም ኣብ ኣስታት 30 micromolar፣ ኦክሲዴሽን NADH፣ ፖተንሻል ሽፋንን ATPን መሊሱ፣ ብተመሳሳሊ ግዜ ኦክሲዳንታትን ነክሮቲካዊ ሞትን ኣጉዲሉ። እቲ ናይ Redox Biology ጽሑፍ፣ ነዚ እቲ ቀለም ኤሌክትሮናት ብምሽካም ነቶም ዝተጎድኡ ኮምፕሌክሳት Iን IIን ዝሰግረሉ ሞዴል ገይሩ ይገልጾ።

እዚ ውጽኢት፣ ብዛዕባ ቅድሚ ኮምፕሌክስ III ዘሎ ክፋል ዝተረጋገጸ ድሕረ ባይታ እዩ። ኣብ ኮምፕሌክስ III ዝተዓገተ ነገር ስለ ዘይነበረ፣ ብዛዕባኡ ዝብሎ የለን። ንዝኾነ ካብቶም ክልተ ናይ ሓንጎል መጽናዕትታት ከረጋግጽ ወይ ክነጽግ ኣይክእልን።

ናይ ኩነታት ማትሪክስ

ክልቲኦም ናይ ኮምፕሌክስ III መጽናዕትታት ብዛዕባ ናይ ገዛእ ርእሶም ኣቀማምጣ ቅኑዓት ክኾኑ ዝኽእሉሎም ኣርባዕተ ምኽንያታት

1. እቲ ኣጋቲ ተመሳሳሊ ጣልቃ ምእታው ኣይነበረን። ኣንቲማይሲን በይኑ ኣብ 1 microgram ንሓደ ml፣ ብኣንጻሩ ኣንቲማይሲን ኣብ 0.3 micromolar ምስ ፍሉይ ኣጋቲ ቦታ Qo። ኤሌክትሮናት ናብ ቦታ Qo ዘእቱ ናይ ቀለም መንገዲ፣ እቲ ብቐጥታ ናብ ሳይቶክሮም c ዝኸይድ መንገዲ ኣብ ዝዕወተሉ ነጥቢ እዩ ዝፈሽል። ሓደ ቦታ ንክልቲኦም ክውክል ኣይክእልን።

2. መጠን ቀለምን ግዜን ተፈላልዮም። እቶም ቀንዲ ክምችታት 1 ኣንጻር 2 micromolar ነይሮም። ኣብዚ ዑደት ሬዶክስ ዘካይድ ንጥረ ነገር፣ ምእታዉን ብቐጥታ ንሳይቶክሮም c ሪዱስ ምግባሩን ኣብ ክምችትን ግዜን ዝምርኮሱ እዮም። ንኣሽቱ ናይ መጠን ፍልልያት፣ ምስ ዝተፈላለየ ግዜ መለክዒ፣ ዝተፈላለዩ ጨናፍር ሓደ መርበብ ክገልጹ ይኽእሉ።

3. ኣዳላልዋ ናሙናታት ተፈላልዩ። ብዲጂቶኒን ምንጻል፣ ብኣንጻሩ ብግራድየንት ፐርኮል ምንጻል፣ ዝደራረቡ ግን ምሉእ ብምሉእ ተመሳሳልቲ ዘይኮኑ ጉጅለታት ሚቶኮንድርያ ይመርጹ። ክምችት ፕሮቲን ኣብ 0.1 mg ንሓደ ml ተመሳሲሉ፣ ስለዚ እቲ ተለዋዋጢ ካብ ግምት ይወጽእ። ንኡስ ጉጅለን ምሉእነት ሚቶኮንድርያን ግን ኣይወጹን። እቲ ጥርጣረ ዓይነት እንስሳውን ተኣልዩ፦ እቲ ካልኣይ ጉጅለ ነቲ ዝተራእየ ባህሪ ኣብ ኣናጹውን ደጊሙ ኣርእይዎ።

4. ኩነታት ሳብስትሬት እቲ ቀለም እንታይ ክገብር ከም ዝኽእል ይውስን። ሰለስተ ኣቀማምጣታት ሳብስትሬት፣ ብኣንጻሮም ምስ NADH ዝተኣሳሰሩ ጽምድታት። ቀረብ NADHን ፖተንሻል ሽፋንን ብሓባር፣ እቲ ቀለም ብኽንደይ ፍጥነት ሪዱስ ከም ዝኸውንን ኣበይ ከም ዝከፋፈልን ይውስኑ። ሪዱስ ዝኾነ ቀለም ኣብ ጥቓ ኦክሲዳይዝ ዝኾነ ሳይቶክሮም c ዘድልዮ መንገዲ ድማ፣ በቲ ምርጫ ይግዛእ።

ነቲ ዝቕጽል ናይ ምስጋር ኣበሃህላ ከመይ ነንብቦ

ኣየናይ ኮምፕሌክስ፣ ብኣየናይ ኣጋቲ፣ ኣብ ኣየናይ ቦታን ብኽንደይ መጠንን ከም ዝተዓገተ ሕተቱ። ክምችት እቲ ቀለምን እቲ መለክዒ መዓስ ከም ዝተወስደን ሕተቱ። ብዛዕባ ቲሹ፣ ዓይነት እንስሳ፣ ምንጻል፣ ክምችት ፕሮቲንን ሳብስትሬትን ሕተቱ። ፖተንሻል፣ ምትንፋስ፣ ኩነታት ሬዶክስን ቀጥታዊ ምርመራ ምርኽኻብን ይሰማምዑ ድዮም ኢልኩምውን ሕተቱ። ምኽንያቱ፣ ኣብዚ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን በይኑ ልዕሊ ሓንቲ ግዜ ናብ ጌጋ ኣንፈት ኣመልኪቱ።

እቲ ውሱን ጽማቕ ጸኒዑ ይቕጽል። ቀለም ንኮምፕሌክስ I ከም ዝሰግር ስምምዕ ኣሎ። ንኮምፕሌክስ III ብዝምልከት፣ ናይ ኣናጹ ሚቶኮንድርያ፣ ምስ ኣንቲማይሲን ኣብ 1 microgram ንሓደ mlን ቀለም ኣብ 1 micromolarን፣ ተግባራዊ ምስጋር ኣየርእዩን። ብኣንጻሩ፣ ሰለስተ ዓይነታት፣ ምስ ኣንቲማይሲን ኣብ 0.3 micromolar ወይ ሚክሶቲያዞል ኣብ 1 micromolar፣ ከምኡውን ቀለም ኣብ 2 micromolar፣ ምስ ቀጥታዊ ምትሕልላፍ ካብ ቀለም ናብ ሳይቶክሮም c፣ ከፊላዊ ምስጋር የርእዩ። እዞም ሓሳባት ብሓባር ክጸንሑ ይኽእሉ። ካብዚ ዝሰፍሐ ዝኾነ መደምደምታ፣ ካብቲ መረዳእታ ንላዕሊ ዝዝርጋሕ ግምት እዩ።

ተዛማዲ ንባብ ነቲ ኣከራኻሪ ኣበሃህላ፣ ኣብ ውሽጢ እቲ ዘየከራኽር ኬሚስትሪ የቐምጦ፦ ነቲ ተራ ብተራ ምትሕልላፍ ንምርዳእ፣ መቲሊን ብሉ ኤሌክትሮናት ከመይ የንቀሳቕስ፤ ነቲ ኣብ ቅድሚት ክፋል እቲ ሰንሰለት ዝተረጋገጸ ጉዳይ ንምርዳእ፣ ናይ ኮምፕሌክስ I ምስጋር ፈተነታት፤ ክልተ ቀለማት ስለምንታይ ከም ዘድለዩ ንምርዳእ፣ መለክዒታት ፖተንሻል ሽፋንን ናይ መለክዒ ጌጋታቶምን፤ ከምኡውን ነቶም ናይ መጠንን ግዜን መጻወድያታት ንምርዳእ፣ ኣብ ላቦራቶሪ ዑደት ሬዶክስ ዘካይዱ ንጥረ ነገራት ብኸመይ ከም ዝተሓዙ።