УДК 547.915 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФЕРРИТИНА И МИОГЛОБИНА КАК ИНДУКТОРОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ. РОЛЬ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА И АЗОТА И.В. Заббарова, К.Б. Шумаев*, А.Ф. Ванин**, А.А. Губкин, Н.Э. Петрова*, Э.К. Рууге Российский кардиологический научно-производственный комплекс Минздрава РФ, 121552 Москва, 3-я Черепковская 15А, E.mail: [email protected] *Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН, 119071 Москва, Ленинский пр., 33 **Институт химической физики РАН, 119991, Москва, ул. Косыгина 4 Аннотация Исследовано влияние динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ), S-нитрозоглутатиона (GSNO) и глутатиона (GSH) на индуцированное гидропероксидом трет-бутила и метмиоглобином или их комбинацией с ферритином свободнорадикальное окисление митохондрий из сердца крысы. Показано, что ДНКЖ или сочетание GSNO и GSH наиболее эффективно ингибируют перекисное окисление мембран митохондрий. Обнаружено, что ферритин стимулирует прооксидантное действие метмиоглобина. С использованием спектроскопии ЭПР установлено, что в условиях генерации О2•– происходит деструкция ДНКЖ. ДНКЖ также ингибировали образование тиильного радикала возникающего при генерации О2•– в системе содержащей GSH и GSNO. Существенно что, в данной реакционной системе формирование ДНКЖ происходило с участием ферритина. Выдвинуто предположение, что в присутствии доноров NO прооксидантное действие ферритина и миоглобина может инвертироваться в антиоксидантное. Ключевые слова: нитрозильные комплексы железа, оксид азота, S-нитрозоглутатион, метмиоглобин, ферритин, супероксидные радикалы, ионы железа, перекисное окисление липидов. Активные формы кислорода и азота участвуют в защитном действии макрофагов, синтезе простогландинов, лейкотриенов и тромбоксанов в регуляции апоптоза и в других процессах необходимых для нормального функционирования организма [1-4]. В то же время нарушение баланса между реакциями свободнорадикального окисления и действием антиоксидантных систем способствует развитию таких патологий как атеросклероз, инфаркт миокарда, рак и нейродегенератиные заболевания [1-9]. Существенное значение для генерирования свободнорадикальных интермедиатов в биологических системах имеют ионы железа и их гемовые и негемовые комплексы [6-13]. Так гемсодержащие белки (миоглобин и гемоглобин) играют важную роль в инициации перекисного окисления липидов (ПОЛ) в биологических мембранах и участвуют в развитии окислительного стресса в ходе ишемии и реперфузии [6, 9-11]. В то же время ферритин – белок, являющийся основным депо железа у большинства живых организмов, может проявлять как антиоксидантные, так и прооксидантные свойства [7, 8, 12-15]. Активные формы азота также проявляют двойственные свойства в одних условиях стимулируя ПОЛ и окислительный стресс, а в других ингибируя эти процессы [4, 5, 15-20]. Хорошо известно, что при взаимодействии оксида азота с супероксидным радикалом образуется один из сильнейших окислителей – пероксинитрит (ONОO-) [4, 5]. С другой стороны образование близких к ONОO- по строению органических нитрозопероксикомплексов в реакции NO с свободными радикалами липидов приводит к обрыву цепных реакций ПОЛ [16-18]. В литературе появляется все больше данных о связи метаболизма ферритина, активных форм кислорода и NO [12, 15, 20-23]. Так, ферритин может участвовать в образовании нитрозильных комплексов железа [21, 22]. В то же время синтез самого ферритина регулируется оксидом азота [15, 22], а проходящая с участием ферритина, микросомальная продукция активных форм кислорода, ингибируется донорами NO [12]. Интересно, что антиоксидантное действие NO при инкубации культуры эритролейкемических клеток с гидропероксидом трет-бутила и гемоглобином сопровождается формированием нитрозильных комплексов железа [20]. Ранее нами было показано, что окислительная деструкция β-каротина индуцированная метмиоглобином или ферритином в сочетании с органическими гидропероксидами эффективно ингибируется такими метаболитами NO как S-нитрозоглутатион и динитрозильные комплексы железа с глутатионом [18, 19]. В настоящей работе представлены результаты исследования взаимодействия миоглобина и ферритина как индукторов ПОЛ в биологических мембранах, а также антиоксидантного действия в этих 2 условиях физиологических комплексов NO. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ В работе использовали восстановленный глутатион (Calbiochem, США), гидропероксид трет-бутила (Merk, Германия), DEPMPO (5-диэтоксифосфорил-5метил-1-пирролин N-оксид) (OXIS, США), ксантиноксидазу, метмиоглобин, ферритин и 2-тиобарбитуровую кислоту (Sigma, США). S-нитрозоглутатион и динитрозильные комплексы железа с глутатионом в диамагнитной димерной форме получали, как описано ранее [24], смешивая 300 мМ NaNO2 и 200 мМ восстановленного глутатиона в кислой среде или растворы FeSO4 и глутатиона в молярном соотношении 1:2 сосуде Тунберга в атмосфере NO, соответственно. Препараты GSNO и ДНКЖ хранили при –20οС. Концентрацию ДНКЖ определяли методом спектроскопии ЭПР. Поскольку в используемом препарате ДНКЖ в основном содержалась не обнаруживаемая методом ЭПР димерная форма, ее переводили в мономерную парамагнитную форму. Для этого в реакционную среду добавляли цистеин в молярном отношении к ДНКЖ 1:25, что приводило к образованию ЭПР-детектируемых мономерных ДНКЖ с цистеином. Пероксинитрит получали, смешивая охлажденные растворы 1 М NaNO2 и 1 М Н2О2 в 0,3 М H2SO4 после чего быстро добавляли равный объём 1,4 М NaOН [18]. Концентрацию GSNO и ONOO- определяли по оптической плотности, используя молярные коэффициенты поглощения ε338 = 930 М-1см-1 и ε302= 1670 М-1см-1, соответственно [18]. Выделение митохондрий из сердца крыс проводили, как описано в работе [25]. Крысы линии Wistar-Kyoto (250-300 г) наркотизировали введением 20% раствора уретана, затем быстро извлекали сердце и помещали в холодную (~4°C) среду выделения. Среда выделения содержала: 0,3 М сахарозы; 10 мМ HEPES; 0,5 мМ EDTA; pH 7,4. Измельченные ножницами сердце пропускали через давилку с диаметром отверстий 1 мм и гомогенизировали в течение 3 мин при соотношении ткань-среда выделения 1:8. Полученный гомогенат центрифугировали 10 мин при 800 g, после чего супернатант, в котором содержались митохондрии, фильтровали и снова центрифугировали в течение 10 мин при 14000 g. Осадок суспендировали в 0,4 мл среды выделения, содержащей 2 мг/мл БСА, и промывали повторным осаждением. После третьего осаждения митохондрии суспендировали в среде выделения (~40 мг/мл белка) и хранили во льду или замораживая при –20°С. Перед экспериментами по 3 индуцированному перекисному окислению препарат митохондрии разбавлялся Na,Kфосфатным буфером (100 мМ, pH 7,4) до концентрации 0,5 мг белка в мл. Концентрацию белка определяли модифицированным биуретовым методом [25]. Свободнорадикальное окисление митохондрий индуцировали добавлением 400 мкМ гидропероксида трет-бутила и 100 мкМ метмиоглобина. В ряде экспериментов вместо метмиоглобина или совместно с ним добавляли ферритин (2,5 мг/мл). Образцы объемом в 1 мл инкубировались в течение 2 часов при 37°С после чего в них определялось содержание малонового диальдегида (МДА). Для этого к 0,5 мл инкубационной смеси, содержащей препарат митохондрий, добавляли 1,5 мл 1%ной фосфорной кислоты, 10-4 М ЭДТА, 10-5 М ВНТ и 1 мл 0,5%-ного раствора 2тиобарбитуровой кислоты (ТБК), после чего инкубировали 45 мин при 100°С. После охлаждения смеси, комплекс МДА с ТБК экстрагировали н-бутанолом. В бутанольной фазе регистрировали спектр поглощения в области 515-550 нм. Концентрацию МДА рассчитывали по оптической плотности комплексов МДА-ТБК при 532 нм (ε532= 1,56 . 105 М-1 см-1) [26]. Все оптические измерения проводили на спектрофотометрах Hitachi 557 (Япония) и Beckman Coulter ∆ 650 (США). При исследовании взаимодействия ДНКЖ с супероксидным радикалом (О2•–), последний генерировали добавлением к реакционной смеси свежеприготовленного раствора супероксида калия (КО2) в диметилсульфоксиде или использовали систему ксантин-ксантиноксидаза для ферментативной генерации О2•– [19, 31]. В этих экспериментах для связывания ионов железа возникающих при деструкции ДНКЖ в инкубационную среду вводили 0,2-0,5 мМ комплексона железа - диэтилентриаминопентауксусной кислоты (ДТПА). Спектры ЭПР регистрировали на спектрометре E-109Е фирмы Varian (США), при комнатной температуре (~25°C). Образцы перед измерением помещали в стеклянные капилляры или в ряде экспериментов с генерацией О2•– – в газопроницаемые тефлоновые капилляры (Norell, США). Условия записи спектров ЭПР: СВЧ мощность 10 мВт, СВ частота 9,15 ГГц, амплитуда ВЧ модуляции 0,1 мТл (для спин-аддуктов DEPMPO) или 0,4 мТл (для ДНКЖ). РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Митохондрии являются одним из основных источников активных форм 4 кислорода и азота в живой клетке. Окислительное поражение этих органелл может играть важную роль в возникновении многих патологий и инициировать гибель клетки по пути апоптоза или некроза [3, 5, 27]. В работе [28] показано, что миоглобин регулирует связанный с митохондриями обмен кислорода и NO в кардиомиоцитах. Ферритин, в том числе его митохондриальная форма, является источником железа для многочисленных железосодержащих белков этих органелл [7]. В то же время возможное влияние миоглобина и ферритина на окислительную модификацию митохондрий изучено недостаточно. В связи с этим мы исследовали свободнорадикальное окисление митохондрий индуцированное сочетанием гидропероксида трет-бутила с метмиоглобином или их комбинацией с ферритином. На рис. 1 представлены результаты изучения влияния S-нитрозоглутатиона (GSNO), GSH и ДНКЖ на образование вторичных продуктов перекисного окисления (МДА) в препарате митохондрий из миокарда крысы. Все исследуемые соединения ингибировали индуцированное гидропероксидом третбутила и миоглобином перекисное окисление в митохондриях, как в присутствии, так и отсутствии ферритина (рис. 1 в-е). Образование МДА наиболее эффективно подавлялось под действием ДНКЖ (рис.1 е), а также при сочетанном действии GSNO и GSH (рис. 1 д). Следует отметить, что в последнем случае возможно формирование ДНКЖ при взаимодействии GSNO, GSH и ионов железа содержащихся в реакционной среде [19]. Накопление МДА при окислении мембран митохондрий индуцированном гидропероксидом трет-бутила в сочетании с метмиоглобином и ферритином было достоверно выше, чем в присутствии гидропероксида трет-бутила и миоглобина (рис. 1 б). В реакциях между метмиоглобином и органическими гидропероксидами образуются алкоксильные (RO.), алкилпероксильные (ROO.) радикалы и оксоферрилмиоглобин (Mb-FeIV=O): Mb-FeIII + ROOH → Mb-FeIV=O + RO. + OH- (1) Mb-FeIII + ROOH → Mb-FeII + ROO. + H+ (2) Mb-FeII + ROOH → Mb-FeIII + RO. + OH- (3) В то же время, в реакциях 2 и 3 могут участвовать свободные ионы железа, содержащиеся в препарате митохондрий и высвобождающиеся из ферритина. Так как инкубация препарата митохондрий с гидропероксидом трет-бутила и ферритином вызывала лишь незначительное окисление митохондриальных мембран (рис 1 а) можно предположить, что ионы FeII быстро окисляются до менее активных ионов трехвалентного железа. С другой стороны ионы железа могут вызывать генерацию O2.- в реакции ХабераВайса приводящей далее к образованию перекиси водорода и гидроксильного радикала (НO.): 5 FeII + O2 → FeIII + O2.- (4) FeII + O2.- + 2Н+ → FeIII + Н2О2 (5) FeII + Н2О2 → НO. + FeIII (6) Другим источником O2.- в используемой нами модельной системе может быть убисемихинон и другие компоненты митохондриальной мембраны способные к одноэлектронному восстановлению кислорода: Q10.- + O2 → Q10 + O2.- (7) Хорошо известно, что O2.- вызывает высвобождение ионов Fe2+ из ферритина [13, 22]. Показано также [11], что образующаяся из O2.- перекись водорода окисляет миоглобин с образованием таких мощных окислителей как оксоферрилмиоглобин и гидроксильный радикал: Mb-FeOHIII + H2O2 → Mb-FeIV=O + HO. + H2O (8) Таким образом, более высокий уровень индуцированного миоглобином и гидропероксидом трет-бутила окисления митохондриальных мембран в присутствии ферритина, по-видимому, связан со стимуляцией образования O2.- и увеличением концентрации свободных ионов железа. Восстановленный глутатион и NO также способствуют высвобождению ионов железа из ферритина [23, 29], причем GSH может играть и прооксидантную роль восстанавливая ионы FeIII, и тем самым катализируя реакцию Хабера-Вайса. Связывание ионов железа с образованием нитрозильных комплексов может объяснять высокую эффективность антиоксидантного действия сочетания GSNO и глутатиона. Действительно ранее нами было показано, что в присутствии доноров NO, GSH и ферритина происходит образование ДНКЖ, причем генерация O2.- стимулирует этот процесс [19]. ДНКЖ в свою очередь могут взаимодействовать с липидными радикалами [17] и восстанавливать оксоферрилмиоглобин [30]. В то же время, нельзя исключить, что ДНКЖ могут реагировать непосредственно с O2.- . Действительно из рис. 2 видно, что ДНКЖ ингибирует образование спиновых аддуктов DEPMРО и O2.- в условиях происходящей при декомпозиции KO2 интенсивной генерации супероксидного радикала. Данный факт согласуется с ранее обнаруженным антиоксидантным действием мононитрозильных комплексов железа в ходе ферментативной генерации O2.- [31]. На рис 3 представлены кинетики деструкции ДНКЖ при ферментативной генерации O2.- в системе ксантин ксантиноксидаза. В присутствии метмиоглобина скорость распада ДНКЖ резко 6 возрастает (рис 3 А, кривая 2), однако этот эффект почти полностью снимается каталазой (рис 3 Б). Полученные результаты указывают на то, что снижение ЭПРдетектируемой концентрации ДНКЖ происходит как под действием O2.-, так и гидроксильного радикала, возникающего в условиях наших экспериментов в реакции между Н2О2 и метмиоглобином (реакция 8). Высокая антиоксидантная активность ДНКЖ, позволяет заключить, что при взаимодействии этого комплекса NO с O2.-, по-видимому, не происходит образования пероксинитрита. Тем не менее, формирование ONOO- может происходить в реакции между O2.- и свободным NO. С этим эффектом, возможно, связана сравнительно низкая антиоксидантная активность GSNO в ходе окисления препарата митохондрий в системе содержащей миоглобин, ферритин и гидропероксид трет-бутила (рис 1 в). Действительно, в реакционной среде содержащей GSNO, GSH и ферментативную систему генерации O2.- возникал аддукт тиильного радикала и DЕРМРО аналогичный образующемуся при взаимодействии GSH и ONOO- (рис. 4, спектры 1 и 2). Добавление ферритина одновременно с GSNO в условиях ферментативной генерации O2.- не приводит к существенному снижению сигнала ЭПР аддукта тиильного радикала с DЕРМРО (рис. 4, спектр 3). В то же время образование тиильного радикала практически полностью ингибировалось, если ксантин и ксантиноксидаза добавлялись в реакционную среду после предварительной инкубации GSNO, GSH и ферритина (рис. 4, спектр 4). Как уже отмечалось ранее в ходе такой инкубации происходит формирование ДНКЖ (рис. 5, спектр г), взаимодействие которых с O2.- и, вероятно, с ONOO- [19, 31] предотвращает образование тиильного радикала. Таким образом, проведенные нами эксперименты свидетельствуют о возможности прооксидантного синергизма ферритина и миоглобина, реализующегося, повидимому, в условиях генерации активных форм кислорода. Напротив GSH и Sнитрозоглутатион в присутствии ферритина и миоглобина действуют, как антиоксиданты синергисты. Этот факт, как мы полагаем, связан с образованием ДНКЖ, которые способны эффективно восстанавливать оксоферрилмиоглобин [30] и нейтрализовывать различные свободные радикалы, в том числе органические пероксильные радикалы и O2.-, предположительно в ходе следующих реакций: Mb-FeIV=O + (GS-)2-Fe-(NO+)2 → Mb-FeIII + (GS-)2-FeII-(NO+)ONO (GS-)2-FeII-(NO+)ONO + GSH → (GS-)2-Fe-(NO+)2 + GSOH (GS-)2-Fe-(NO+)2 + ROO. + H2O → 2GS- + FeNO + ROH + HNO2 7 (9) (10) (11) (GS-)2-Fe-(NO+)2 + O2.- → 2GS- + FeNO + NO3- (12) Известно, что нитрозомиоголобин проявляет антиоксидантные свойства ингибируя соокисление β-каротина и полиненасыщенных жирных кислот [10]. Следовательно, в условиях генерации NO возможна инверсия прооксидантных свойств ферритина и миоглобина в антиоксидантные, так как первый является источником ионов железа для ДНКЖ, а второй может переходить в нитрозилированую форму. Исходя из этого представляется вероятным, что взаимодействие NO, ферритина и миоглобина может играть ключевую роль в поддержании тонкого равновесия в реакциях свободнорадикального окисления от которого во многом зависит судьба клетки в условиях гипоксии и последующей реоксигенации особенно характерных для ишемического поражения мышечной ткани. Работа выполнена при финансовой поддержке грантов INTAS № 00-0554, РФФИ № 01-04-48132 и № 02-04-49951. 8 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Зенков Н.К., Ланкин биохимический и В.З., Меньщикова Е.Б. патофизиологический // Окислительный аспекты. М. стресс: МАИК Наука/Интерпериодика, 2001. 344 с. 2. Droge W. // Physiol. Rev. 2003. V. 82. 47-95. 3. Chandra J., Samali A., Orrenius S. // Free Rad. Biol. Med. 2000. V. 29. P. 323-333. 4. Bloodsworth A., O’Donnell V.B., Freeman B.A. // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2000. V. 20. P. 1707-1715. 5. Valdez L.B., Alvarez S., Arnaiz S.L., Schopfer F., Carreras M.C., Poderoso J.J., Boveris A. // Free Rad. Biol. Med. 2000. V. 29. P. 349-356. 6. Sevanian A., Ursini F. // Free Rad. Biol. Med. 2000. V. 29. P. 306-311. 7. Arosio P., Levi S. // Free Rad. Biol. Med. 2002. V. 33. P. 457-463. 8. Linert W., Jameson G.N. // J. Inorg. Biochem. 2000. V. 79. P. 319-326. 9. Calaris D., Eddy L., Arduini A., Cadenas E., Hochstein P. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1989. V. 160, P. 1162-1168. 10. Kanner J., Ben-Gera I., Berman Sh. // Lipids. 1980. V. 15. P. 944-947. 11. Grisham M.B. // J Free Rad. Biol. Med. 1985. V. 1. P. 227-232. 12. Puntaro S., Cederbaum A.I. // Arch. Biochem. Biophys. 1997. V. 340. P. 19-26. 13. Reif D.W. // Free Rad. Biol. Med. 1992. V. 12. P. 417-427. 14. Balla J., Rosenberg M., Nath K., Apple F., Eaton J.W., Vercellotti M.// J. Biol. Chem. 1992. V. 267. P. 18148-18153. 15. Oberle S., Schroder H. // Nitric Oxide. 1997. V. 1. P. 308-314. 16. Rubbo H., Radi R., Trujillo M., Telleri R., Kalyanaraman B., Barnes S., Kirk M., Freeman B.A. // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 26066-26075. 17. Chamulirat W. // Antioxid. Redox Signal. 2001. V. 3. Р. 177-187. 18. Шумаев К.Б., Рууге Э.К., Ланкин В.З., Ванин А.Ф., Гомбоева С.Б. Беленков Ю.Н.// Докл. РАН. 2001. Т. 379. С. 702-704. 19. Шумаев К.Б., Заббарова И.В., Рууге Э.К., Ванин А.Ф. // Биофизика. 2003. Т. 48. С. 5-10. 9 20. Yalowich J.C., Gorbunov N.V., Kozlov A.V., Allan V., Kagan V.E. // Biochemistry. 1999. V.38. P. 10691-10698. 21. Watts R.N., Richardson D.R. // Eur. J. Biochem. 2002. V. 269. P. 3383-3392. 22. Lipinski P., Drapier J-C. // JBIC. 1997. V. 2. P.559-566. 23. Reif D.W., Simmons R.D. // Arch. Biochem. Biophys. 1990. V. 283. P. 537-41. 24. Vanin A.F., Muller B., Alencar J. L., Lobysheva I.I., Nepveu F., Stoclet J.-C. // Current Topics in Biophisics. 2002. V. 26. P. 26101-113. 25. Коркина О.В., Рууге Э.К. // Биофизика. 2000. Т.45. С. 695-699. 26. Шумаев К.Б., Рууге Э.К., Дмитровский А.А., Быховский В.Я., Кухарчук В.В. // Биохимия. 1997. Т.62. С.769-773. 27. Palomba L., Sestili P., Cantoni O. // J. Neurosci. Res. 2001. V. 65. P. 387-395. 28. Flogel U., Merx M.W., Godecke A., Decking U.K.M., Schrader J. // PNAS. 2001. V. 98. P. 735-740. 29. Reif D.W., Samokyszyn V.M., Miller D.M, Aust S.D. // Arch. Biochem. Biophys. 1989. V. 269. P. 407-414. 30. Шумаев К.Б., Петрова Н.Э., Заббарова И.В., Ванин А.Ф., Топунов А.Ф., Ланкин В.З., Рууге Э.К. // Биохимия (в печати). 31. Vanin A.F., Huisman A., Stroes E.S.G., de Ruijter-Heijstek F.C.,Rabelink T.J., Faassen E.E. // Free Rad. Biol. Med. 2001. V. 30. P. 813-824. 10 ПОДПИСИ К РИСУНКАМ Рис. 1. Накопление МДА в ходе свободнорадикального окисления препарата митохондрий из миокарда крысы. Реакционная среда содержала: (а) - препарат митохондрий (0,5 мг белка/мл), 100 мМ Na,K-фосфатный буфер pH 7,4 и 400 мкМ гидропероксида трет-бутила; (б) – то же, что и (а) плюс 100 мкМ метмиоглобина; (в) - то же, что и (б) плюс 100 мкМ GSNO; (г) - то же, что и (б) плюс 200 мкМ GSH; (д) - то же, что и (б) плюс 100 мкМ GSNO и 200 мкМ GSH; (е) - то же, что и (б) плюс 50 мкМ ДНКЖ. В серии параллельных экспериментов в среду инкубации добавляли 2,5 мкг/мл ферритина (заштрихованные столбики). Указаны средние значения и их стандартные ошибки (n=4-5). Рис. 2. Спектры ЭПР свободнорадикальных аддуктов ДЕПМПО с супероксидным радикалом. Генерация O2.- в ходе декомпозиции супероксида калия (КО2). Реакционная среда содержала: (1) - 150 мМ К,Na-фосфатный буфер рН 7,4, 0,5 мМ DTPA, 25 мМ DEPMPO, 8 мМ КО2; (2) – то же, что и (1) плюс 0,5 мМ ДНКЖ. Сигнал ЭПР с g фактором 2,03 соответствует парамагнитной мономерной форме ДНКЖ. Рис. 3. Кинетики деструкции ДНКЖ в условиях ферментативной генерации супероксид-анион радикала: A - реакционная среда содержала 1 мМ ксантина, 0,2 ед./мл ксантиноксидазы, 120 мкМ ДНКЖ, 100 мМ Na,K-фосфатного буфера pH 7,4, 0,2 мМ DTPA; B - то же, что и A плюс 200 ед./мл каталазы. Кривые (2 А и 2 Б) отражают кинетику распада ДНКЖ в присутствии 100 мкМ метмиоглобина. Указаны средние значения и их стандартные ошибки (n=3-4). Рис. 4. Спектры ЭПР свободнорадикальных аддуктов ДЕПМПО с тиильным радикалом. Реакционная среда содержала: (1) - 150 мМ К,Na-фосфатный буфер рН 7,4, 25 мМ DEPMPO, 20 мМ GSH, 1,5 мМ пероксинитрита; (2) – то же что и (1), но вместо пероксинитрита добавлены 1 мМ ксантина, 0,2 ед./мл ксантиноксидазы и 2 мМ GSNO; (3) то же что и (2) плюс 2,5 мкг/мл ферритина; (4) - то же что и (3), но до добавления ксантиноксидазы и ксантина ферритин 10 мин инкубировался с GSNO и GSH. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФЕРРИТИНА И МИОГЛОБИНА КАК ИНДУКТОРОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ. РОЛЬ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА И АЗОТА И.В. Заббарова, К.Б. Шумаев*, А.Ф. Ванин**, А.А. Губкин, Н.Э. Петрова*, 11 Э.К. Рууге Российский кардиологический научно-производственный комплекс Минздрава РФ, 121552 Москва, 3-я Черепковская 15А, E.mail: [email protected] *Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН, 119071 Москва, Ленинский пр., 33 **Институт химической физики РАН, 119991, Москва, ул. Косыгина 4 Interaction of Ferritin and Myoglobin as Inductors of Peroxidation of Lipids. The Role of Reactive Oxygen and Nitrogen Species I.V. Zabbarova, K.B. Shumaev*, A.F.Vanin**, Gubkin A.A., N.E. Petrova*, E.K. Ruuge Russian Cardiology Research Center, 3rd Cherepkovskaya ul. 15a, Moscow 121552, Russia; fax: (095)415-2962, E-mail: [email protected] * Bach Institut of Biochemistry of RAS, Leninsky prospekt 33; Moscow119071, Russia ** Institut of Chemical Physics of RAS, Moscow 119991, Russia Исследовано влияние динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ), S-нитрозоглутатиона (GSNO) и глутатиона (GSH) на индуцированное гидропероксидом третбутила и метмиоглобином или их комбинацией с ферритином свободнорадикальное окисление митохондрий из сердца крысы. Показано, что ДНКЖ или сочетание GSNO и GSH наиболее эффективно ингибируют перекисное окисление мембран митохондрий. Обнаружено, что ферритин стимулирует прооксидантное действие метмиоглобина. С использованием спектроскопии ЭПР установлено, что в условиях генерации О2•– происходит деструкция ДНКЖ. ДНКЖ также ингибировали образование тиильного радикала возникающего при генерации О2•– в системе содержащей GSH и GSNO. Существенно что, в данной реакционной системе формирование ДНКЖ происходило с участием ферритина. Выдвинуто предположение, что в присутствии доноров NO прооксидантное действие ферритина и миоглобина может инвертироваться в антиоксидантное. Ключевые слова: нитрозильные комплексы железа, оксид азота, S-нитрозоглутатион, метмиоглобин, ферритин, супероксидные радикалы, ионы железа, перекисное окисление липидов. 12