Митохондриялық ROS - Mitochondrial ROS

Митохондриялық ROS, митохондриялық ROS өндірісі

Митохондриялық ROS (mtROS немесе mROS) болып табылады реактивті оттегі түрлері (ROS), олар митохондриямен өндіріледі.[1][2][3] Митохондриялық ROS генерациясы негізінен жүреді электронды тасымалдау тізбегі орналасқан ішкі митохондриялық мембрана барысында тотығу фосфорлануы (OXPHOS). I комплекстегі және ІІІ комплекстегі электрондардың электрондардың тасымалдау тізбектерінен ағуы оттегінің формаға дейін ішінара тотықсыздануына әкеледі супероксид. Кейіннен супероксид тез бөлінеді сутегі асқын тотығы екі дисмутазамен қоса супероксид дисмутазы 2 (SOD2) дюйм митохондриялық матрица және митохондриялық мембрана аралық кеңістіктегі супероксид-дисмутаза 1 (SOD1). Бұл процесте түзілген супероксид те, сутегі асқын да жиынтықта митохондриялық ROS ретінде қарастырылады.[1]

Бір кездері жасушалық метаболизмнің қосымша өнімі ретінде қарастырылған митохондриялық ROS барған сайын маңызды сигналдық молекулалар ретінде қарастырыла бастайды,[4] қазіргі уақытта анықталған 11 учаскедегі генерация деңгейі ұялы энергияның сұранысы мен сұранысына байланысты өзгеріп отырады.[5][6] Төмен деңгейде митохондриялық ROS гипоксияда көрінетін метаболикалық бейімделу үшін маңызды болып саналады.[1] Сияқты қауіпті сигналдармен ынталандырылған митохондриялық ROS лизофосфатидилхолин және Ақылы рецептор 4 және Ақылы рецептор 2 бактериалды лигандалар липополисахарид (LPS) және липопептидтер, қабыну реакциясын реттеуге қатысады.[7][8] Соңында, митохондриялық ROS жоғары деңгейлері белсендіріледі апоптоз /аутофагия жасуша өлімін тудыруы мүмкін жолдар.[9]

COVID-19

Моноциттер / макрофагтар - бұл өкпеде ең байытылған иммундық жасуша типтері COVID-19 пациенттер және аурудың патогендігінде орталық рөл атқаратын көрінеді. Бұл жасушалар инфекция кезінде метаболизмді бейімдейді және жоғары гликолитке айналады, бұл SARS-CoV-2 репликациясын жеңілдетеді. Инфекция митохондриялық ROS өндірісін тудырады, бұл гипоксиямен индукцияланатын фактор-1α тұрақтануын тудырады (HIF1A ) және соның салдарынан гликолизге ықпал етеді. SARS-CoV-2 инфекциясы арқылы моноциттер алмасуындағы HIF1A әсерінен болатын өзгерістер Т жасушаларының реакциясын тікелей тежейді және эпителий жасушаларының тіршілігін төмендетеді. Митохондриялық ROS-ны тағайындау коронавирусты науқастарды емдеу үшін жаңа дәрілік заттарды жасау үшін үлкен терапиялық әлеуетке ие болуы мүмкін.[10]

Қартаю

Митохондриялық ROS жасушаны дамыта алады қартаю және қартаю фенотиптер ішінде тері тышқандар.[11] Әдетте митохондриялық SOD2 митохондриялық ROS-дан қорғайды. Эпидермиялық генетикалық SOD2 тапшылығы бар мутантты тышқандардағы жасушалар жасушалық қартаюға ұшырайды, ядролық ДНҚ зақымдануы және олардың бір бөлігінде таралудың қайтымсыз тоқтатылуы кератиноциттер.[11][12]

Митохондриялық SOD2 үшін шартты жетіспеушілігі бар мутантты тышқандар дәнекер тін қартаюды жеделдету фенотип.[13] Бұл қартаю фенотипі салмақ жоғалтуды, теріні қамтиды атрофия, кифоз (омыртқаның қисаюы), остеопороз, бұлшықеттің деградациясы және өмір сүру ұзақтығы қысқарды.

ДНҚ зақымдануы

Митохондриялық ROS шабуылы ДНҚ сияқты әр түрлі ДНҚ-ға зиян келтіреді тотыққан негіздер және үзілістер. Сияқты тотыққан негіздерді қалпына келтіру үшін жасушалар пайдаланатын негізгі механизм 8-гидроксигуанин, формамидопиримидин және 5-гидроксюрацил болып табылады экзиздік базаны жөндеу (BER).[14] BER екі жағдайда да кездеседі жасуша ядросы және митохондрияда.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б c Ли Х, Фанг П, Май Дж, және басқалар. (Ақпан 2013). «Митохондриялық реактивті оттегі түрлерін қабыну аурулары мен қатерлі ісік ауруларына жаңа терапия ретінде бағыттау». Дж Гематол Онкол. 6 (19): 19. дои:10.1186/1756-8722-6-19. PMC  3599349. PMID  23442817.
  2. ^ Рейхарт, Гесине (30.10.2018). «Митохондриялық кешеннің IV мутациясы ROS түзілуін арттырады және қартайған тышқандардың өмір сүру мерзімін қысқартады». Acta Physiologica. 225: e13214. дои:10.1111 / apha.13214. PMID  30376218.
  3. ^ Ли Х, Фанг П, және басқалар. (Наурыз 2017). «Митохондриялық ROS, АТФ синтезімен байланыспаған, патрульдеу жасушаларын физиологиялық қабылдау үшін де, қабыну жасушаларын патологиялық рекруттау үшін де эндотелийдің активтенуін анықтайды». Can J Physiol Pharmacol. 95 (3): 247–252. дои:10.1139 / cjpp-2016-0515. PMC  5336492. PMID  27925481.
  4. ^ Тройин, Адам Дж; Бахр, Лаура Л; Алмаст, Анмол; Берри, Брэндон Дж; Вей, Алисия У; Фостер, Томас Н; Войтович, Эндрю П (2019-03-19). «Кешен-II матрицасында немесе мембрана аралық ғарыштық доменде пайда болған митохондриялық ROS тотығу-тотықсыздану сигнализациясына және C. elegans-тағы стресске сезімталдыққа ерекше әсер етеді». Антиоксиданттар және тотықсыздандырғыш сигнал беру. дои:10.1089 / ars.2018.7681. ISSN  1523-0864.
  5. ^ Тройин, Адам Дж .; Паркер, Леван; Шоу, Кристофер С .; Хиам, Даниэль С .; Гарнхем, Эндрю; Левингер, Итамар; МакКонелл, Гленн К .; Stepto, Nigel K. (қараша 2018). «Өткір HIIE адам сүйек бұлшықетінің митохондриялық H 2 O 2 шығарылуындағы, тыныс алуы мен жасуша сигнализациясындағы ұқсас өзгерістерді аз жұмыс кезінде де төзімділік жаттығуы ретінде анықтайды». Американдық физиология журналы. Нормативтік, интегративті және салыстырмалы физиология. 315 (5): R1003-R1016. дои:10.1152 / ajpregu.00096.2018. ISSN  0363-6119.
  6. ^ Гонкальвес, Рената Л.С .; Куинлан, Кейси Л .; Перевощикова, Ирина В .; Хей-Могенсен, Мартин; Бренд, Мартин Д. (2015-01-02). «Бұлшықет митохондриясының супероксиді мен сутегі асқын тотығын өндіретін учаскелері ex Vivo демалыс пен жаттығуды еліктеу жағдайында бағаланды». Биологиялық химия журналы. 290 (1): 209–227. дои:10.1074 / jbc.M114.619072. ISSN  0021-9258. PMC  4281723. PMID  25389297.
  7. ^ Ли Х, Фанг П, Ли Й, Куо Ю.М., Эндрюс АЖ, Нанаяккара Г, Джонсон С, Фу Х, Шан Х, Ду Ф, Хоффман Н.Е., Ю Д, Эгучи С, Мадеш М, Кох ВД, Сун Дж, Цзян Х , Ван Х, Янг X (сәуір 2016). «Митохондриялық реактивті оттегі түрлері лизофосфатидилхолин индукциялайтын эндотелий жасушасын белсендіреді». Артериосклероз, тромбоз және қан тамырлары биологиясы. 36 (6): 1090–100. дои:10.1161 / ATVBAHA.115.306964. PMC  4882253. PMID  27127201.
  8. ^ Батыс AP (сәуір 2011). «TLR сигналы макрофагтың бактерицидтік белсенділігін митохондриялық ROS арқылы арттырады». Табиғат. 472 (7344): 476–480. дои:10.1038 / табиғат09973. PMC  3460538. PMID  21525932.
  9. ^ Finkel T (ақпан 2012). «Митохондриялық тотықтырғыштардың сигнал беруі». J Biol Chem. 287 (7): 4434–40. дои:10.1074 / jbc.R111.271999. PMC  3281633. PMID  21832045.
  10. ^ Cavounidis A, Mann EH (маусым 2020). «SARS-CoV-2-де тәтті тіс бар». Табиғатқа шолу Иммунология. дои:10.2139 / ssrn.3606770. PMC  7291939. PMID  32533110.
  11. ^ а б Velarde MC, Flynn JM, Day NU, Melov S, Campisi J (қаңтар 2012). «Sod2 тапшылығынан туындаған митохондриялық тотығу стрессі жасушалардың қартаюына және терідегі қартаю фенотиптеріне ықпал етеді». Қартаю (Олбани, Нью-Йорк). 4 (1): 3–12. дои:10.18632 / қартаю.100423. PMC  3292901. PMID  22278880.
  12. ^ Velarde MC, Demaria M, Melov S, Campisi J (тамыз 2015). «Митохондриялық дисфункцияның жасқа тәуелді плейотропты эпидермис дің жасушаларына әсері». Proc. Натл. Акад. Ғылыми. АҚШ. 112 (33): 10407–12. дои:10.1073 / pnas.1505675112. PMC  4547253. PMID  26240345.
  13. ^ Treiber N, Maity P, Singh K, Kohn M, Keist AF, Ferchiu F, Sante L, Frese S, Bloch W, Kreppel F, Kochanek S, Sindrilaru A, Iben S, Högel J, Ohnmacht M, Claes LE, Игнатий А , Chung JH, Lee MJ, Kamenisch Y, Бернбург М, Николаус Т, Браунштейн K, Сперфельд А.Д., Людольф AC, Бривиба К, Влашек М, Флорин Л, Анхель П, Шарфеттер-Кочанек К (сәуір 2011). «Митохондриялық супероксид дисмутазасының дәнекер тініне шартты жетіспеушілігі бар тышқандардағы қартаюдың үдемелі қартаюы». Қартаю жасушасы. 10 (2): 239–54. дои:10.1111 / j.1474-9726.2010.00658.x. PMID  21108731.
  14. ^ Мейнард С, Шурман Ш.Х., Харбо С, де Соуза-Пинто NC, Бор В.А. (қаңтар 2009). «ДНҚ-ның тотығу зақымдануын және экскизизацияның негізін қалпына келтіру, қатерлі ісік пен қартаюмен байланыс. Канцерогенез. 30 (1): 2–10. дои:10.1093 / карцин / bgn250. PMC  2639036. PMID  18978338.