ИСТИНА

Проект посвящен измерению зависимостей скорости генерации активных форм кислорода от его концентрации интактными митохондриями и изолированными митохондриальными ферментами-генераторами. Цель проекта – проверка гипотезы о существовании во внутренней мембране митохондрий специфического переносчика перекиси водорода

Проведена количественная оценка вклада различных компонентов дыхательной цепи интактных и пермеабилизованных митохондрий сердца крысы в образование активных форм кислорода (АФК). Показано, что комплекс I – это основной источник супероксида и перекиси водорода во внутренней мембране митохондрий. Комплекс II дыхательной цепи митохондрий сердца быка катализирует образование активных форм кислорода (АФК), преимущественно в виде супероксид-радикала, со скоростями, составляющими примерно 20% от скорости образования АФК при совместной работе комплексов I и II в условиях, когда реокисление убихинола подавлено миксотиазолом. Скорость образования АФК при различных соотношениях фумарат/сукцинат указывает на то, что компонент фермента, реагирующий с кислородом, обладает редокс-потенциалом, который на 40 мВ более положителен, чем потенциал пары сукцинат/фумарат. Предположено, что железо-серный кластер 3Fe-4S комплекса II – наиболее вероятный одноэлектронный донор для молекулярного кислорода. При повышении концентрации сукцината до 50 мкМ скорость генерации АФК комплексом II сначала растет, а затем при дальнейшем увеличении концентрации субстрата постепенно падает до нуля. Такую зависимость можно ожидать, если комплекс II катализирует реакцию в соответствии с механизмом «пинг-понг», когда только восстановленный фермент со свободным дикарбоксилат-связывающим центром окисляется кислородом. В работе показано, что растворимая сукцинат:убихинон-редуктаза катализирует восстановление убихинона по такому механизму. Предположено, что связывание сукцината индуцирует удаленные от дикарбоксилат-связывающего центра комплекса II структурные изменения в области, прилегающей к центру 3Fe-4S, затрудняющие взаимодействие железо-серного кластера с молекулярным кислородом. Продемонстрирована линейная зависимость генерации АФК комплексами I и II, а также растворимой дигидролипоилдегидрогеназой от концентрации кислорода. Полученные результаты свидетельствуют в пользу высказанного ранее предположения об отсутствии специфического места связывания кислорода в ферментах, продуцирующих АФК. Каналообразующий антибиотик аламетицин в значительной степени повышает скорость генерации АФК митохондриями сердца, а также увеличивает активность эндогенной каталазы, локализованной в матриксе митоходрий, что указывает на ограниченную проницаемость внутренней мембраны митохондрий сердца для субстратов окисления и перекиси водорода. Ограниченная проницаемость для перекиси водорода продемонстрирована на протеолипосомах, содержащих во внутреннем пространстве растворимую каталазу, полученных из фосфатидилхолина или митохондриальных фосфолипидов.