Wpływ melatoniny i resweratrolu na zmiany struktury i funkcji dehydrogenazy aldehydu 3-fosfoglicerynowego i dehydrogenazy mleczanowej indukowane reaktywnymi formami tlenu i azotu

Abstract

Stres oksydacyjny i związane z nim uszkodzenia makrocząsteczek, w tym białek są przyczyną wielu schorzeń związanych z wiekiem. Dehydrogenaza aldehydu 3-fosfoglicerynowego (GAPDH) jest wielofunkcyjnym enzymem glikolitycznym, który zajmuje istotne miejsce w badaniach wyjaśniających patomechanizm chorób neurodegeneracyjnych. Obecnie jedną ze strategii zapobiegania chorobie Alzheimera, Parkinsona czy Huntingtona, jest przeciwdziałanie oksydacyjnym uszkodzeniom białek. W pracy zbadano możliwości dwóch naturalnie występujących przeciwutleniaczy: melatoniny i resweratrolu w zapobieganiu zmianom funkcji i struktury GAPDH oraz dehydrogenazy mleczanowej (LDH) indukowanym działaniem reaktywnych form tlenu (RFT) i azotu (RFA). Wykorzystano szereg metod badawczych w tym, metodę spektroskopii: UV-VIS, dichroizmu kołowego, fluorescencyjnej, modelowanie molekularne oraz wysokosprawną chromatografię cieczową (HPLC). Uzyskane wyniki wskazują na większą wrażliwość GAPDH na działanie RFT i RFA w porównaniu z LDH. Ustalono, iż melatonina i resweratrol mogą oddziaływać z powierzchnią GAPDH i LDH oraz że LDH wiąże więcej cząsteczek obu ligandów. Co więcej, związki te w badanych układach wykazują albo właściwości prooksydacyjne albo antyoksydacyjne. Mogą więc nasilać indukowane przez reaktywne formy zmiany funkcjonale i strukturalne w GAPDH i LDH lub im przeciwdziałać. Efekt prooksydacyjny obserwowano w układzie zawierającym tlenek azotu, a w przypadku resweratrolu także w obecności anionorodnika ponadtlenkowego. Antyoksydacyjne właściwości przeciwutleniaczy przeważały, kiedy RFT generowane były radiacyjnie, a w układzie obecny był wysoce reaktywny rodnik wodorotlenowy. Przeprowadzone badania pozwoliły wnioskować, iż wystąpienie efektu pro- lub antyoksydacyjnego zależy od rodzaju reaktywnych form w układzie badawczym oraz funkcjonalnej i strukturalnej wrażliwości danego białka na działanie rodnikowych lub nierodnikowych produktów reakcji melatoniny i resweratrolu z RFT lub RFA.