Analýza a biologické účinky nitrovaných mastných kyselin v rostlinách

Hana Němčáková

Master's thesis

Analysis and biological effects of nitrated fatty acids in plants

Abstract:

Oxid dusnatý (NO) je již řadu let známý jako signální molekula účastnící se řady důležitých regulačních mechanismů za fyziologických i patologických podmínek. NO a další reaktivní formy dusíku reagují s lipidy obsahujícími nenasycené mastné kyseliny za vzniku nitrovaných sloučenin. Výskyt, funkce a biologické účinky nitrovaných mastných kyselin byly zatím pouze omezeně popsány u živočichů. Tato práce se zabývá studiem kyselin nitroolejové (OA-NO2) a nitrolinolové (LNO2). Tyto nitrované mastné kyseliny se nacházejí zejména ve volné formě v krvi a ve formě esterů v lipoproteinech krevní plasmy a membráně červených krvinek. Stimulují relaxaci hladké svaloviny, ovlivňují funkci krevních destiček a neutrofilů a influx vápníku do buněk. V poslední době jsou také studovány jako účinný ligand receptorů aktivujících proliferaci peroxisomů (PPARs). Bylo popsáno, že kyselina nitroolejová působí jako irreverzibilní inhibitor xanthinoxidasy (XOD). U rostlin nebyly tyto látky zatím prozkoumány. Praktická část práce zahrnovala syntézu a analýzu OA-NO2 a LNO2. Analýza byla provedena pomocí metod HPLC a LC-MS. S použitím komerčně dostupné kyseliny nitroolejové byla v získaném preparátu stanovena její koncentrace. Preparáty byly použity pro studium účinku nitrovaných mastných kyselin na životnost a produkci NO a ROS u protoplastů z Arabidopsis thaliana. Dále byla purifikována XOD z kravského mléka. Byla stanovena její aktivita a inhibice kyselinou nitroolejovou. Výsledky byly porovnány měřením s komerčně dostupnou XOD z podmáslí a bakteriální XOD. Pro srovnání inhibicí byl pro měření použit syntetický inhibitor XOD allopurinol. Detekce preparátů nitrovaných mastných kyselin ze syntézy byla provedena autografickou metodou po chromatografii na tenké vrstvě. Byly potvrzeny inhibiční účinky OA-NO2 u xanthinoxidasy. Dále bylo zjištěno, že nitrované mastné kyseliny mají pozitivní vliv na životnost protoplastů

Abstract:

Nitric oxide (NO) has been known for many years as a signalling molecule participating in many important regulatory mechanisms under physiological and pathological conditions. NO and other reactive forms of nitrogen react with lipids containing unsaturated fatty acid to yield nitrated compounds. Presence, function and biological influences of nitrated fatty acids have been described only in animals. This thesis concerns with the research of nitrooleic and nitrolinoleic acids. They are present both as free and esterified species in human red cell membranes and plasma lipids. They stimulate the relaxation of smooth muscles, influence the function of platelets and neutrophiles and calcium influx into cells. Recently this species have been studied as efficient ligands for peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs). It was reported that nitrooleic acid is irreversible inhibitor of xanthin oxidase (XOD). These compounds have not been studied in plants so far. The experimental part contains the synthesis and analysis of nitrooleicacid and nitrolinoleic acid (OA-NO2 and LNO2). The methods of HPLC and LC-MS were used. The concentration of nitrooleic acid in preparation was determined by using commercial standard of nitrooleic acid. The obtained compound was used for the research of the influence of nitrated fatty acid on viability and production of NO and ROS in protoplasts from Arabidopsis thaliana. The XOD was purified from bovine milk. Its activity and inhibition by nitrooleic acid was measured. The results were compared by measuring activity and inhibition of commercial XOD from butter milk and XOD from microorganisms. Synthetic inhibitor allopurinol was used to compare the inhibitions. The TLC autographic method for the detection of nitrated fatty acid from synthesis was used. The inhibitory effect of OA-NO2 in XOD was confirmed. It was determinated that nitrated fatty acids have positive effect on protoplast viability

Keywords

Oxid dusnatý, kyselina nitroolejová, kyselina nitrolinolová, xanthinoxidasa, protoplasty

Keywords

Nitric oxide, nitrooleic acid, nitrolinoleic acid, xanthin oxidase, protoplasts

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2010
• Supervisor: Marek Petřivalský
• Reader: Lenka Luhová

Univerzita Palackého

Přírodovědecká fakulta

Master programme / field:
Biochemie / Biochemie