Dokument: Untersuchung der Reaktivität von Ergothionein gegenüber Singulett-Sauerstoff in vitro und intrazellulär
| Titel: | Untersuchung der Reaktivität von Ergothionein gegenüber Singulett-Sauerstoff in vitro und intrazellulär | |||||||
| Weiterer Titel: | in vitro and intracellular reactivity study of ergothioneine against singlet oxygen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=38614 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20160616-110655-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Krüger, Johanna [Autor] | |||||||
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| Stichwörter: | Ergothionein, Singulett-Sauerstoff, Quencher, in vitro, intrazellulär, Methioninsulfoxid, DHPNO2, Photosensibilisatoren | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Ergothionein (ET) ist ein natürlich vorkommendes, stabiles Antioxidans mit einzigartigen Eigenschaften. Der spezifische Ergothionein-Transporter (ETT) ist evolutionär in allen Vertebraten konserviert, was für einen gesundheitsfördernden Nutzen spricht. Um die physiologische Funktion dieser Verbindung aufzuklären wurde in der Arbeitsgruppe Gründemann ein ETT-Zebrafisch-Knockout-Modell erzeugt, in dem der globale ET-Gehalt im Vergleich zum Wildtyp mehr als 1000-fach erniedrigt war. Die Analyse der Gewebehomogenate hat den Befund geliefert, dass 8-Oxoguanin (8OG) im Knockout-Zebrafisch signifikant erhöht vorlag. 8OG und die 8OG-Nukleoside 8-Oxo-7,8-dihydroguanosin und 8-Oxo-7,8-dihydro-2'-desoxyguanosin, aus denen 8OG enzymatisch freigesetzt werden kann, sind Marker für oxidative Schäden der DNA und RNA. 8OG wird intrazellulär entweder durch die Reaktion von Guanin mit Hydroxyl-Radikalen (⋅OH) oder Singulett-Sauerstoff (1O2) gebildet. Hydroxyl-Radikale sind sehr reaktiv und modifizieren alle vier Nukleobasen, Singulett-Sauerstoff hingegen reagiert selektiv über [4+2]-Cycloaddition aufgrund seines Redoxpotentials nur mit Guanin. Dies führte zu der klaren Hypothese, dass die universelle und spezifische Funktion von Ergothionein der Schutz des Organismus vor Singulett-Sauerstoff ist.
Das primäre Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des schützenden Effekts von Ergothionein in der lebenden Zelle. 1O2 wurde intrazellulär mittels Photosensibilisatoren generiert und spezifisch, d.h. ohne Nebenproduktion anderer reaktiver Sauerstoff-Spezies, wie z. B. Hydroxyl-Radikalen, H2O2 oder Superoxid-Anionen mit dem Endoperoxid von DHPN (N,N'-Di(2,3-dihydroxypropyl)-1,4-naphthalindipropanamid). Durch 1O2-Erzeugung konnten intrazellulär erhöhte 8OG-Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle gemessen werden, was die Resultate aus dem Zebrafisch-Modell bestätigte. Methioninsulfoxid (MSO) wurde als besserer Marker zur Quantifizierung des 1O2-Schadens identifiziert. Nach spezifischer 1O2-Erzeugung hemmte ET die MSO-Produktion um den Faktor 3. Damit konnte erstmals gezeigt werden, dass ET intrazellulär d.h. unter physiologischen Bedingungen eine schützende Wirkung gegenüber Singulett-Sauerstoff hat. In weiteren Versuchen wurde der schützende Effekt von Ergothionein auf 1O2 in der lebenden Zelle und in vitro mit anerkannten oder potentiellen Singulett-Sauerstoff-Quenchern, wie z. B. Azid, Ascorbat, Imidazol oder GSH verglichen. Es wurde im in-vitro-Versuch gezeigt, dass ET und Azid ein diametral unterschiedliches Reaktionsverhalten gegenüber 1O2 zeigen und ET im Vergleich zu GSH 20 Mal wirksamer gegenüber 1O2 ist.Ergothioneine (ET) is a naturally occurring antioxidant with unique properties. The specific ergothioneine transporter (ETT) is evolutionarily conserved in all vertebrates that indicates health beneficial use. To elucidate the physiological function of ET an ETT-knockout-zebrafish-model was created in which the global ET content was more than 1000 times lower compared to wild type. Analysis of the tissue homogenates have shown that 8-Oxoguanine (8OG) was significantly increased in knockout-zebrafish. 8OG and 8OG-nucleosides (8-oxo-7,8-dihydroguanosin and 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine), from which 8OG can be enzymatically released, are markers of oxidative damage of DNA and RNA. Intracellular production of 8OG is a result of either the reaction of guanine with hydroxyl radicals (⋅OH) or singlet oxygen (1O2). Hydroxyl radicals are highly reactive and modify all four nucleobases, however singlet oxygen reacts with guanine due to its redox potential by [4+2]-cycloaddition selectively. This led to the clear hypothesis that the universal and specific function of ergothioneine is the protection of the organism against singlet oxygen. The primary aim of this study was to investigate the protective effect of ergothioneine in the living cell. 1O2 was generated intracellularly by photosensitizers and specifically, that is, without side-production of other reactive oxygen species, such as hydroxyl radicals, H2O2 or superoxide anions with the endoperoxide of DHPN (N,N'-Di(2,3-dihydroxypropyl)-1,4-naphthalindipropanamid). Intracellular 1O2 production caused increased 8OG levels compared to control and similar to the results obtained with zebrafish-model. Methionine sulfoxide (MSO) was identified as a better marker to quantify 1O2 damage. After specific 1O2 generation ET could inhibit the MSO-production by a factor of 3. This is the first time shown that ET has a protective effect on singlet oxygen under physiological conditions. In further experiments, the protective effect of ergothioneine was compared with well-established or potential singlet oxygen quenchers such as azide, ascorbate, imidazole or GSH in living cells and in vitro. In vitro experiments have shown that ET and azide react diametrically different with 1O2 and potency of ET is 20 times higher against 1O2 compared to GSH. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Pharmazie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 16.06.2016 | |||||||
| Dateien geändert am: | 16.06.2016 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 15.02.2016 | |||||||
| Datum der Promotion: | 10.05.2016 |
