Dokument: Charakterisierung der funktionellen Eigenschaften von humanem Myoglobin
| Titel: | Charakterisierung der funktionellen Eigenschaften von humanem Myoglobin | |||||||
| Weiterer Titel: | Assessment of the Functional Properties of Human Myoglobin | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=39025 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20160722-095458-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Petrescu, Aniela [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Rassaf, Tienush [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. med. Akhyari, Payam [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Myoglobin, Nitrite, Nitric oxide, Nitric reduction | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Myoglobin (Mb) gehört zu den meist-untersuchten Proteinen. Dabei sind die funktionellen Eigenschaften von Mb als myokardialer Sauerstoffspeicher weitestgehend bekannt. Neuere Arbeiten zeigen, dass Mb darüber hinaus eine bedeutende Rolle im Herz-Kreislaufsystem und im Besonderen in der Regulation des Stickstoffmonoxidsignalweges einnimmt. Unter normoxischen Bedingungen fängt Mb Stickstoffmonoxid (NO) ab. Eine Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks erhöht die Konzentration von Desoxymoglobin (DesoxyMb), welches dann über seine Reduktasefunktion Nitrit zu bioaktivem NO reduzieren kann. Diese Eigenschaft von Mb wurde bisher für murines und equines Mb beschrieben. Es ist jedoch nicht bekannt, ob humanes Mb vergleichbare Eigenschaften besitzt.
In der vorliegenden Studie wurde mit Hilfe von Gasphasen-Chemilumineszens und UV-Vis-Spektrophotometrie demonstriert, dass zum einen humanes Myoglobin unter normoxischen Bedingungen als NO-Fänger agieren, als auch zum anderen unter hypoxischen Bedingungen als Nitrit-Reduktase fungieren kann. Weiterhin zeigen die vorliegenden Ergebnisse, dass die Reaktionsgeschwindigkeiten von humanem Mb als NO-Fänger und Nitrit-Reduktase höher im Vergleich zu denen des equinen Mb’s sind. Hämproteine können mit Nitrit als Oxidationsprodukt und Speicherpool von NO paramagnetische Komplexe bilden. Dies wurde zuvor bereits für Hämoglobin (Hb) in Erythrozyten nachgewiesen. Zur weiteren Charakterisierung der Reaktion von Nitrit mit Mb wurde Metmyoglobin (MetMb), in Analogie zu Methämoglobin (MetHb), in einer Reaktion mit Nitrit untersucht. Mittels Elektronenspinresonanz-Spektroskopie-Messung (EPR) konnte in der vorliegenden Arbeit erstmals der in vitro Nachweis in der Interaktion zwischen Nitrit und MetMb erbracht werden. Zusammengefasst liefern die vorliegenden Ergebnisse Hinweise, dass die NO Bioverfügbarkeit im humanen Myokard durch Mb-abhängige Mechanismen beeinflusst werden kann. Auf Grundlage dieser Mechanismen können zukünftige Ansätze durchgeführt werden, die die Rolle von humanem Mb in der Modulation der NO-Nitrit-Homöostase näher untersuchen.Myoglobin (Mb) is one of the most studied proteins in natural sciences. Its functional role in the metabolism of oxygen (O2) is widely known. More recently, it has been shown that Mb also plays an essential role in nitric oxide (NO) signaling in the cardiovascular system. Under normoxic conditions, Mb can act as a scavenger of bioactive NO. A decrease in O2 tension, in turn, augments the pool of deoxygenated myoglobin (deoxyMb). DeoxyMb acts as a generator of NO via reduction of inorganic nitrite, a circulating and tissue storage form of NO. This property of Mb in reducing nitrite, with formation of NO and metmyoglobin (metMb), has previously been implemented for mouse and horse Mb. However, it has not been known whether human Mb also exhibits comparable functions. Using gas-phase chemiluminescence and ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-Vis spectrophotometry), this study demonstrates that human Mb acts as a potent scavenger of NO under normoxia and as a nitrite reductase under hypoxia. Moreover, the results suggest that both NO scavenging and nitrite reduction activity of Mb are more potent in human compared to horse Mb. Nitrite can furthermore form paramagnetic complexes with heme proteins. This has previously been demonstrated for hemoglobin (Hb) in red blood cells. To further characterize the reaction of nitrite with Mb, it was investigated whether metMb analogous to methemoglobin (metHb) further interacts with nitrite, resulting in detectable nitrite-metMb formation. Using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy measurements, this study provides in vitro evidence of the interaction between nitrite and metMb. These findings provide evidence of mechanisms that maintain the NO bioavailability in the human cardiac muscle. Such mechanisms may be an important experimental basis for future translational studies to investigate the role of Mb in modulating NO-nitrite homeostasis in humans. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 22.07.2016 | |||||||
| Dateien geändert am: | 22.07.2016 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 15.04.2015 | |||||||
| Datum der Promotion: | 20.07.2016 |
