Mitochondria je bunková organela, v ktorej prebieha životne dôležitý proces tvorby energie – oxidačná fosforylácia. Kyslík, ako jedna z kľúčových molekúl v tomto procese, je vysoko reaktívna molekula, zodpovedná za produkciu tzv. reaktívnych kyslíkových foriem (ROS, z angl. reactive oxygen species), ktoré môžu ireverzibilne poškodiť proteíny a ich funkciu v membráne mitochondrií. K týmto proteínom patria aj iónové kanály, ktorých porucha môže spôsobiť vážne poškodenie funkcie buniek alebo dokonca ich smrť [1]. Pre kardiomyocyty je nevyhnutné udržiavať kontinuálny prísun ATP a transmembránový potenciál vnútornej membrány mitochondrie [2]. V našej štúdii sme sa venovali výlučne iba mitochondriovým chloridovým kanálom srdcových buniek. Srdcia potkanov boli nastrihané na kašu a zhomogenizované. Pre získanie čistej frakcie submitochondriových vezikúl (SMP) sme použili diferenciálnu centrifugáciu v Percoll gradiente. Na zisťovanie jednokanálových (tzv. „single-channel“) charakteristík sme použili metódu inkorporácie iónových kanálov do planárnej lipidovej dvojvrstvy (BLM, z angl. bilayer/black lipid membrane). Redoxnú reguláciu týchto kanálov sme sledovali aplikovaním oxidovanej a redukovanej formy glutatiónu (GSH a GSSG) a ditiotreitolu (DTT), bežne používaného reduktanta disulfidových väzieb, na obe strany kanálu (tzv. cis a trans strana). Výsledky sme porovnali s článkom autorov Singh & Ashley z roku 2007, ktorí zistili, že rôzne pomery GSH:GSSG na cis strane kanálu nemali žiadny efekt, ale zvyšujúci sa pomer GSH:GSSG 2:1, resp. 1:1 v trans časti signifikatne znížil amlitúdu elektrického prúdu iónov prechádzajúcich cez kanál [3]. V našich experimentoch spomínané látky nemali žiaden vplyv na biofyzikálne charakteristiky kanálu ani v cis, ani v trans časti. DTT z cis strany nemalo žiadny efekt, ale koncentrácia 500 µmol/l z trans strany spôsobila zvýšenie reverzného potenciálu chloridového kanálu. Z trans oddielu pri pridaní DTT nemáme dostatok experimentov ani pridaných koncentrácií, teda navrhujeme v budúcnosti dôkladnejšie preskúmať vplyv DTT z trans strany. Zistili sme však, že chloridové kanály mitochondrií sú napäťovo závislé. S rastúcim kladným napätím sa zvýšila pravdepodobnosť otvorenia kanálu Popen.
Príspevok bol prezentovaný v rámci fakultného kola Študentskej vedeckej konferencie FMFI UK 2016. Práca bola podporená projektom VEGA/2/0146/16.
[1] Nishida, H., Matsumoto, A., Tomono, N., Hanakai, T., Harada, S. a Nakaya, H. Biochemistry and physiology of mitochondrial ion channels involved in cardioprotection. FEBS Letters. 2010, 584(10), 2161-2166.
[2] O'Rourke, B., Cortassa, S. a Aon, M.A. Mitochondrial ion channels: gatekeepers of life and death. Physiology (Bethesda). 2005, 20, 303-315.
[3] Singh, H. a Ashley, R.H. CLIC4 (p64H1) and its putative transmembrane domain form poorly selective, redox-regulated ion channels. Mol Membr Biol. 2007, 24(1), 41-52.