Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
/
2013.02a
/
pp.108-109
/
2013
Mitochondria play key roles in the production of cell's energy. Their dominant function is the synthesis of adenosine 5'-triphosphate (ATP) from adenosine diphosphate (ADP) and phosphate (Pi) through the oxidative phosphorylation. Evaluation of drug-induced mitochondrial toxicity has become increasingly important since mitochondrial dysfunction has recently been implicated in numerous diseases including cancer and diabetes mellitus. Mitochondrial functions have been monitored via oxygen consumption, mitochondrial membrane potential, and more importantly via ATP synthesis since ATP synthesis is the most essential function of mitochondria. Various analytical methods have been employed to investigate ATP synthesis in mitochondria, including high performance liquid chromatography (HPLC), bioluminescence technique, and pH measurement. However, most of these methods are based on destructive analysis or indirect monitoring through the enzymatic reaction. Infrared absorption spectroscopy (IRAS) is one of the useful techniques for real-time, label-free, and direct monitoring of biological reactions [1,2]. However, the strong water absorption requires very short path length in the order of several micrometers. Transmission measurements with thin path length are not suitable for mitochondrial assays because solution handlings necessary for evaluating mitochondrial toxicity, such as rapid mixing of drugs and oxygen supply, are difficult in such a narrow space. On the other hand, IRAS in the multiple internal reflection (MIR) geometry provides an ideal optical configuration to combine solution handling and aqueous-phase measurement. We have recently reportedon a real-time monitoring of drug-induced necrotic and apoptotic cell death using MIR-IRAS [3,4]. Clear discrimination between viable and damaged cells has been demonstrated, showing a promise as a label-free and real-time detection for cell-based assays. In the present study, we have applied our MIR-IRAS system to mitochondria-based assays by monitoring ATP synthesis in isolated mitochondria from rat livers. Mitochondrial ATP synthesis and hydrolysis were in situ monitored with MIR-IRAS, while dissolved oxygen level and solution pH were simultaneously monitored with O2 and pH electrodes, respectively. It is demonstrated that ATP synthesis and hydrolysis can be monitored by the IR spectral changes in phosphate groups in adenine nucleotides and MIR-IRAS is useful for evaluating time-dependent drug effects of mitochondrial toxicants.
Despite the growing body of evidence suggesting a role for MsrA in antioxidant defense, little is currently known regarding the function of MsrB in cellular protection against oxidative stress. In this study, we overexpressed the mammalian MsrB and MsrA genes in Saccharomyces cerevisiae and assessed their subcellular localization and antioxidant functions. We found that the mitochondrial MsrB3 protein (MsrB3B) was localized to the cytosol, but not to the mitochondria, of the yeast cells. The mitochondrial MsrB2 protein was detected in the mitochondria and, to a lesser extent, the cytosol of the yeast cells. In this study, we report the first evidence that MsrB3 overexpression in yeast cells protected them against $H_2O_2$-mediated cell death. Additionally, MsrB2 overexpression also provided yeast cells with resistance to oxidative stress, as did MsrA overexpression. Our results show that mammalian MsrB and MsrA proteins perform crucial functions in protection against oxidative stress in lower eukaryotic yeast cells.
The effects of antimycin A(AA), dodium azide ($NaN_3$) and 2,4-dinitrophenol (DNP), which inhibit mitochondrial ATP production, on cellular functions of cultured astrocytes were studied. High concentrations of AA $(50{\;}\mu\textrm{g}/ml),{\;}NaN_3$ (100mM) and DNP (20mM) significantly decreased 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) reduction, which was known to be related to mitochondrial function and then cel viability. AA ($50{\;}\mu\textrm{g}/ml$) increased lactate dehydrogenase (LDH) release and decreased [$^3H$] glutamate uptake, suggesting severe damage of cellular function by the concentrations of the compounds. Meanwhile, low concentrations of AA $(\leq{;\}10{\;}\mu\textrm{g}/ml),{\;}NaN_3{;\}(\leq{\;}50mM)$ and DNP ($\leq{\;}5mM$) significantly increased MTT reduction, the effect of which was specific to astrocytes. AA (5 and $10{\;}\mu\textrm{g}/ml$) did not affect LDH release and [$^3H$] glutamate uptake, indicating that these compounds increased MTT reduction at the low concentrations without cellular membrane damage. However, the low concentrations of AA produced significant decrease of MTT reduction in a glucose-free medium. Low concentrations of AA (1 and $5{\;}\mu\textrm{g}/ml$) did not change ATP production of astrocytes in the medium containing 10 mM glucose, but completely inhibited in a glucose-free medium, suggesting marked increase of cytosolic ATP production by the blockade of mitochondrial ATP production with low concentrations of AA. These results suggest that astrocytes have ability to enhance neuronal function or survival under conditions of incomplete ischemia or early by enhancement of glycolysis, and that cellular reduction of MTT occurs not only mitochondrially but also extramitchondrially.
Weijie, Xie;Ting, Zhu;Ping, Zhou;Huibo, Xu;Xiangbao, Meng;Tao, Ding;Fengwei, Nan;Guibo, Sun;Xiaobo, Sun
Journal of Ginseng Research
/
v.47
no.2
/
pp.199-209
/
2023
Background: Due to the interrupted blood supply in cerebral ischemic stroke (CIS), ischemic and hypoxia results in neuronal depolarization, insufficient NAD+, excessive levels of ROS, mitochondrial damages, and energy metabolism disorders, which triggers the ischemic cascades. Currently, improvement of mitochondrial functions and energy metabolism is as a vital therapeutic target and clinical strategy. Hence, it is greatly crucial to look for neuroprotective natural agents with mitochondria protection actions and explore the mediated targets for treating CIS. In the previous study, notoginseng leaf triterpenes (PNGL) from Panax notoginseng stems and leaves was demonstrated to have neuroprotective effects against cerebral ischemia/reperfusion injury. However, the potential mechanisms have been not completely elaborate. Methods: The model of middle cerebral artery occlusion and reperfusion (MCAO/R) was adopted to verify the neuroprotective effects and potential pharmacology mechanisms of PNGL in vivo. Antioxidant markers were evaluated by kit detection. Mitochondrial function was evaluated by ATP content measurement, ATPase, NAD and NADH kits. And the transmission electron microscopy (TEM) and pathological staining (H&E and Nissl) were used to detect cerebral morphological changes and mitochondrial structural damages. Western blotting, ELISA and immunofluorescence assay were utilized to explore the mitochondrial protection effects and its related mechanisms in vivo. Results: In vivo, treatment with PNGL markedly reduced excessive oxidative stress, inhibited mitochondrial injury, alleviated energy metabolism dysfunction, decreased neuronal loss and apoptosis, and thus notedly raised neuronal survival under ischemia and hypoxia. Meanwhile, PNGL significantly increased the expression of nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) in the ischemic regions, and regulated its related downstream SIRT1/2/3-MnSOD/PGC-1α pathways. Conclusion: The study finds that the mitochondrial protective effects of PNGL are associated with the NAMPT-SIRT1/2/3-MnSOD/PGC-1α signal pathways. PNGL, as a novel candidate drug, has great application prospects for preventing and treating ischemic stroke.
Although proteomic analyses have revealed the presence of mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) proteins in the plasma membrane, there have been no in-depth evaluations of the presence or function of OXPHOS I-V in the plasma membrane. Here, we demonstrate the in situ localization of OXPHOS I-V complexes to the sarcolemma of skeletal muscle by immunofluorescence and immunohistochemistry. A portion of the OXPHOS I-V complex proteins was not co-stained with MitoTracker but co-localized with caveolin-3 in the sarcolemma of mouse gastrocnemius. Mitochondrial matrix-facing OXPHOS complex subunits were ectopically expressed in the sarcolemma of the non-permeabilized muscle fibers and C2C12 myotubes. The sarcolemmal localization of cytochrome c was also observed from mouse gastrocnemius muscles and C2C12 myotubes, as determined by confocal and total internal resonance fluorescence (TIRF) microscopy. Based on these data, we conclude that a portion of OXPHOS complexes is localized in the sarcolemma of skeletal muscle and may have non-canonical functions.
Kim, Young A;Kim, Yoo-Mi;Lee, Yun-Jin;Cheon, Chong Kun
Clinical and Experimental Pediatrics
/
v.60
no.12
/
pp.408-412
/
2017
Combined oxidative phosphorylation deficiency-17 (COXPD-17) is very rare and is caused by homozygous or compound heterozygous mutations in the ELAC2 gene on chromosome 17p12. The ELAC2 gene functions as a mitochondrial tRNA processing gene, and only 4 different pathogenic mutations have been reported in ELAC2-associated mitochondrial dysfunction involving oxidative phosphorylation. Affected patients show various clinical symptoms and prognosis, depending on the genotype. We report a novel mutation in the ELAC2 gene (c.95C>G [p.Pro32Arg], het), in an infant with COXPD-17 who presented with encephalopathy including central apnea and intractable epilepsy, and growth and developmental retardation. During hospitalization, consistently elevated serum lactic acid levels were noted, indicative of mitochondrial dysfunction. The patient suddenly died of shock of unknown cause at 5 months of age. This is the first case report of COXPD-17 in Korea and was diagnosed based on clinical characteristics and genetic analysis.
Seo, Young-Woo;Park, Sun-Young;Yun, Cheol-Won;Kim, Tae-Hyoung
BMB Reports
/
v.39
no.5
/
pp.556-559
/
2006
The Bcl-2 family of proteins regulates mitochondrial functions during cell death by modulating the efflux of death-promoting proteins such as cytochrome c and endonuclease G. Upon the binding of death ligands to their receptors, caspase-8 cleaves Bid, a BH3-only protein, into tBid that causes the mitochondrial damages resulting in the release of cytochrome c and endonuclease G. Also, another BH3-only protein, hNoxa, has been shown to induce the efflux of cytochrome c from the mitochondria. Whether the efflux proteins from the mitochondria in response to tBid or hNoxa are the same or different, however, has not been addressed. We have demonstrated that endonuclease G activities are not detectable among the proteins released from isolated mitochondria by hNoxa but are detectable in that by tBid. These results suggest that the efflux of proteins from the mitochondria are differentially modulated by tBid and hNoxa.
A series of typical (chlorpromazine, haloperidol and thioridazine) and atypical (risperidone, quetiapine, clozapine and olanzapine) antipsychotics were tested for effects on integrated bioenergetic functions of isolated rat liver mitochondria. Polarographic measurement of oxygen consumption in freshly isolated mitochondria showed that electron transfer activity at respiratory complex I is inhibited by chlorpromazine, haloperidol, risperidone, and quetiapine, but not by clozapine, olanzapine, or thioridazine. Chlorpromazine and thioridazine act as modest uncouplers of oxidative phosphorylation. The typical neuroleptics inhibited NADH-coenzyme Q reductase in freeze-thawed mitochondria, which is a direct measure of complex I enzyme activity. The inhibition of NADH-coenzyme Q reductase activity by the atypicals risperidone and quetiapine was 2-4 fold less than that for the typical neuroleptics. Clozapine and olanzapine had only slight effects on NADH-coenzyme Q reductase activity, even at 200 $\mu$ M. The relative potencies of these neuroleptic drugs as inhibitors of mitochondrial bioenergetic function is similar to their relative potencies as risk factors in the reported incidence of extrapyramidal symptoms, including tardive dyskinesia (TD). This suggests that compromised bioenergetic function may be involved in the cellular pathology underlying TD.
Yeom, Seung-Hee;Bak, Seon Been;Park, Sun-Dong;Park, Kwang-Il;Kim, Young Woo
Herbal Formula Science
/
v.30
no.3
/
pp.155-163
/
2022
Objectives : Lonicera japonica is known for anti-inflammation and antibiotic effect in Korean medicine. This study aimed for investigating the cytoprotective effect of Lonicera japonica extract (LJE) for HepG2 cells against arachidonic acid (AA)+iron-induced oxidative stress. Methods : The effect of LJE on cell viability was assessed by MTT assay. ROS assay was selected to assess antioxidant effect of LJE. To assess LJE's effect on mitochondrial function, flow cytometric analysis was operated. And immunoblot analysis was used to establish the underlying mechanism of LJE. Results : LJE protected HepG2 cells against AA+iron-induced oxidative stress by phosphorylation of liver kinase B1 and blocked the decline of procaspase 3. Also, LJE preserved the mitochondrial membrane permeability induced by AA+iron. Conclusion : LJE protected the hepatocyte from AA+iron-induced oxidative stress by activation of LKB1 by the preservation of mitochondrial functions.
The newly-found thiol peroxidases (TPx) with a conserved cysteine as the primary site of catalysis are capable of catalyzing the thiol-dependent reduction of peroxides. However, the cellular distributions of the isoforms remain poorly understood. As a first step in understanding the physiological functions of the TPx isoforms, we examined the cellular and tissue distribution of the isoenzymes in various bovine tissues. The tissue distributions of TPx isoenzymes indicate that two types of TPx are widely distributed throughout all of the tested tissues. These two forms are the predominant proteins, with levels of the proteins being quite different from each other. The level of predominant TPx proteins, named type II (TPx II) and type V (TPx V), appeared to be very different with respect to tissue type. The cellular distribution and level of TPx isoenzymes also varied with the types of cells. Immunoblot analysis of the mitochondrial and cytosol fractions from various tissues indicates that TPx III is a unique mitochondrial form. Based on the different tissue and cellular distribution of TPx isoenzymes, we discuss the physiological function of TPx isoenzymes, especially the ubiquitous TPx II.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.