Možnosti regulace respirační rychlosti mitochondrií

Bc. Diana MACEČKOVÁ

Diplomová práce

Possibilities of regulation of mitochondrial respiratory rate

Anotace:

Izolované mitochondrie slouží jako biologický model pro analýzu oxidativní fosforylace a k porozumění kontroly mitochondriální respirace, pro testování účinků různých biologicky aktivních látek a pochopení patofyziologie mitochondriálních onemocnění. Cílem této studie bylo nalezení optimálních experimentálních podmínek pro měření respirační rychlosti, její regulace a ovlivnění biologicky aktivními látkami v mitochondriích izolovaných ze zvířecích mozků. Byly stanoveny (1) optimální koncentrace substrátů spojených s in vitro stimulací mitochondriální respirace přes vstup elektronů do komplexu I, II nebo IV elektronového transportního řetězce (ETC), (2) optimální koncentrace inhibitorů jednotlivých komplexů ETC, (3) vliv resveratrolu a koenzymu Q10 na mitochondriální respiraci a to jak jejich účinky přímé, tak protektivní proti inhibičnímu působení kalcia. Výsledkem je návrh vhodného biologického modelu pro měření vlivu biologicky aktivních látek na respirační rychlost mitochondrií (tedy na buněčnou energetiku) a zjištění, že resveratrol inhibuje mitochondriální respiraci až při velmi vysokých koncentracích, koenzym Q10 zvyšuje respiraci podporovanou přes komplex I a resveratrol i koenzym Q10 působí protektivně proti narušení mitochondriální respirace volnými ionty kalcia.

Abstract:

Isolated mitochondria serve as a biological model for analysis of oxidative phosphorylation and understanding of control of mitochondrial respiration, to test the effects of different biologically active substances, and to understand the pathophysiology of mitochondrial diseases. The aim of this study was to find optimal experimental conditions for measuring the respiratory rate, its regulation, and the effects of biologically active substances in mitochondria isolated from animal brains. Determined were (1) optimal concentrations of substrates coupled with in vitro stimulation of mitochondrial respiration through the entry of electrons into electron transport chain (ETC) complexes I, II or IV, (2) optimal concentrations of inhibitors of individual ETC complexes, (3) the effect of resveratrol and coenzyme Q10 on mitochondrial respiration, both direct effects and protective effects against the inhibitory effects of calcium. The result is a proposed biological model suitable for measuring the effects of biologically active substances on mitochondrial respiratory rates (thus on cellular energetics) and the findings that resveratrol inhibits mitochondrial respiration only at very high concentrations, coenzyme Q10 increases complex I-linked respiration, and both resveratrol and coenzyme Q10 exhibit protective effects against the disruption of mitochondrial respiration by free calcium ions. Keywords: Mitochondria,

Klíčová slova

Mitochondrie, respirační rychlost, elektronový transportní řetězec, substrát, inhibitor, resveratrol, koenzym Q10, kalcium

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 4. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 6. 2016
• Vedoucí: prof. RNDr. Zdeněk Fišar, CSc.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Biologie