Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Reactions of heme enzymes in homogeneous and microheterogeneous systems
Języki publikacji
Abstrakty
W pracy przedstawione zostały wyniki badań dotyczących reakcji enzymów hemowych: katalazy i dwóch peroksydaz, peroksydazy chrzanowej i lakto-peroksydazy, z reaktywnymi formami tlenu; anionorodnikiem ponadtlenkowym, O2*, oraz z rodnikiem wodorotlenowym, OH, a także z wybranymi metabolitami tlenku azotu: azotynem i nadtlenoazotynem. Ponadto określono, w jaki sposób mikrootoczenie (obecność miceli prostych, czy też zamknięcie enzymów wewnątrz miceli odwrotnych) wpływa na strukturę i aktywność katalityczną badanych białek. Wyniki porównano z zachowaniem się w obecności surfak-tantów innego białka hemowego, cytochromu c. O2* reagował z katalazą, peroksydazą chrzanową, laktoperoksydazą oraz ich Związkami I, ale nie reagował z produktami tych reakcji, odpowiednio ze Związkiem III i Związkiem II w postaci pochodnej ferrylowej. Badane enzymy nie usuwały więc O2* w sposób katalityczny. Rodniki *OH, generowane radiolitycznie, powodowały inaktywację enzymów hemowych tylko wtedy, gdy były produkowane w stężeniu wyraźnie większym od stężenia enzymu. Spadek aktywności peroksydazy chrzanowej i laktoperoksydazy poddanych działaniu ultradźwięków nie był spowodowany działaniem rodników *OH generowanych w pęcherzykach kawitacyjnych, lecz uszkodzeniami mechanicznymi. Peroksydazą chrzanowa i laktoperoksydazą katalizowały rozkład nadtle-noazotynu, przy czym w przypadku peroksydazy chrzanowej kataliza zachodziła wyłącznie w obecności odpowiednich substratów tego enzymu. Laktoperoksydazą reagowała efektywnie z azotynem, a produkt przejściowy tej reakcji, *NO2, utleniał obecne w układzie substraty szybciej, niż Związek II laktoperoksydazy. Katalazą i peroksydazą chrzanowa po umieszczeniu ich we wnętrzu miceli odwrotnych utworzonych z bis(2-etyloheksylo)-sulfobursztynianu sodu (AOT), n-heptanu i wody reagowały szybciej z substratami, niż w homogenicznym roztworze wodnym. Istotny wpływ na przebieg katalizy miała szybkość wymiany międzymicelamej. Z kolei katalazą ulegała inaktywacji w wodnych roztworach micelamych AOT. Należy wnioskować, iż mikrootoczenie w micelach odwrotnych chroni zamknięte w nich enzymy przed denaturującym działaniem surfektantów. W obecności miceli utworzonych z dodecylosiarczanu sodu (SDS) zaobserwowano zmiany w strukturze drugo- i trzeciorzędowej katalazy, peroksydazy chrzanowej i cytochromu c. Efektem tego była utrata aktywności enzymatycznej katalazy i peroksydazy chrzanowej, natomiast cytochrom c wykazywał aktywność peroksydacyjną, której nie posiadał w homogenicznym roztworze wodnym. przedyskutowano, jakie czynniki decydują o różnym stopniu stopniu modyfikacji badanych białek w środowisku mikroheterogenicznym.
The reactions of heme enzymes: catalase and peroxidases with some reactive oxygen and nitrogen species in homogeneous aqueous solution were studied. The influence of the microheterogeneous environment on these enzymes together with cytochrome c was also investigated. Superoxide reacted with catalase, horseradish peroxidase (HRP), lactoperoxidase (LPO) and their compounds I, but did not react with products of these reactions, compound III and compound II, respectively. It means, that investigated enzymes do not scavenge O2* in the catalytic way. Radiolytically generated hydroxyl radical inactivated catalase and peroxidases only under conditions when it was produced in excess towards enzymes. The loss of activity induced by ultrasound was not caused by hydroxyl radicals formed in the cavitation bubbles, but resulted from the mechanical breakdown. Peroxidases were found to catalyze peroxynitrite decomposition. HRP, however, showed this behaviour only in the presence of certain substrates. LPO reacted effectively with nitrite. *NO2, the intermediate formed in this reaction, oxidized peroxidase substrates more rapidly than did LPO compound II. Catalase and HRP reacted faster with model substrates when entrapped within reverse micelles of sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate (AOT)/n-heptane/water than in homogeneous aqueous solution. The rates of these reactions were strongly influenced by the intermicellar exchange. On the other hand, catalase was inactivated in an aqueous micellar solution of AOT. Thus, the microenvironment inside reverse micelle effectively protects enzyme molecule from the denaturing effect of surfactant. In aqueous micellar solution of sodium dodecyl sulphate (SDS) the changes of secondary and tertiary structure of all investigated proteins were detected. These changes lead to inactivation of catalase and HRP. Interestingly, structural modification induced by SDS micelles promoted the peroxidative activity of cytochrome c, not exhibited in homogeneous aqueous solution. Origins of different response of investigated heme proteins to microenvironment were discussed.
Rocznik
Tom
Strony
3--54
Opis fizyczny
Bibliogr. 191 poz.
Twórcy
autor
- Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej, Wydział Chemiczny Politechnika Łódzka
Bibliografia
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-LOD6-0017-0026
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.