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Investigations on the plasma membrane electron transfer activity in human erythrocytes
Katrin Knapitsch
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Ulrich Salzer
DOI
10.25365/thesis.30634
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29189.20147.707259-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die spezielle Verwendung von intrazellulären Reduktionsäquivalenten zur Reduktion von Substraten in der extrazellulären Umgebung durch die Einbindung von Plasmamembran assoziierten Enzymen und Elektronenträgern ist praktisch allen eukaryotischen Zellen gemein. Es wird als Transplasmamembran Elektronentransport (PMET) bezeichnet und dient hauptsächlich dem Schutz von Zellen und umgebenden Geweben vor exogenen Schäden, die durch reaktive Sauerstoffspezies und freie Radikale verursacht werden.
Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die PMET Aktivität von humanen Erythrozyten unter verschiedenen Gesichtspunkten zu charakterisieren. Das Hauptaugenmerk wurde hierbei auf die Untersuchung von Aktivitätsunterschieden zwischen den Geschlechtern gerichtet, es wurden jedoch auch Analysen gemacht, die die Aktivitätsschwankungen von Erythrozyten unter Bedingungen wie erhöhtem osmolaren Stress, Glukoseüberschuss oder Phosphatasehemmung betrafen. Des Weiteren versuchten wir, age-related NADH Oxidasen (arNOX) - Superoxid generierende Komponenten des PMET Systems, die bereits in menschlichen Körperflüssigkeiten detektiert wurden - in roten Blutkörperchen von älteren Testpersonen durch Immunblottings und Reduktions-Aktivitätsassays, basierend auf Ferricytochrom c und Superoxid Dismutase, zu identifizieren. PMET Aktivitäten wurden spektrophotometrisch über die Verfolgung der extrazellulären Reduktion von Ferricyanid und Ferricytochrom c bestimmt, wobei der Einsatz des Letzteren erstmalig zu diesem Zwecke eingeführt und etabliert wurde und es uns ermöglichte, die reduktiven Aktivitäten präziser zu definieren.
Die geschlechtsspezifischen Analysen ergaben, dass sich die Redoxaktivitäten von männlichen und weiblichen Testpersonen in mehreren Aspekten deutlich unterschieden, ein Hinweis darauf, dass die PMET Aktivität auf eine geschlechtsabhängige Weise reguliert wird. Unsere vorläufigen Beobachtungen betreffend die Zellbehandlungen waren bisher nicht eindeutig einordenbar, konnten aber insofern Hinweise liefern, als dass hyperosmolarer Stress die PMET Aktivität tendenziell erhöhte, wohingegen der Phosphatasehemmer sie eher erniedrigte. Was arNOX anbelangt, konnten unsere Resultate die Hypothese, wonach diese Oxidase möglicherweise in humanen Erythrozyten zu finden sei, nicht unterstützen.
Zusammenfassend fanden wir heraus, dass das Plasmamembran Redoxsystem in humanen Erythrozyten Schwankungen unterliegt, die durch geschlechtsspezifische Faktoren beeinflusst werden, eine Erkenntnis, die wesentlich von der auf Ferricytochrom c basierenden und bisher unpublizierten Methode, die wir etablierten, profitierte.
Abstract
(Englisch)
The particular use of intracellular reduction equivalents to reduce substrates in the extracellular environment by employing plasma-membrane-associated enzymes and electron carriers is common to effectively all eucaryotic cells. It is referred to as transplasma membrane electron transport (PMET) and mainly serves to protect cells and surrounding tissues from exogenous damages due to reactive oxygen species and free radicals.
The present work aimed to characterise the PMET activity of human red blood cells (RBCs) from distinct perspectives. The main focus herein was on investigating differences in PMET activities between genders, but we also performed analyses which concerned the activity response of RBCs to conditions like increased osmolaric stress, excess glucose or phosphatase inhibiton. Furthermore, we tried to identify age-related NADH oxidases (arNOX) - superoxide-generating components of the PMET system already detected in human body fluids - in RBCs of aged subjects by immunoblottings and reduction activity assays based on cytochrome c and superoxide dismutase. PMET activities were determined spectrophotometrically by monitoring the extracellular reduction of ferricyanide and ferricytochrome c, whereby the use of the latter for this purpose was introduced and established for the first time and allowed us to define reductive activities more precisely.
The gender-specific analysis revealed that redox activities of male and female subjects significantly differed in several aspects, indicating that the PMET system is regulated in a gender-dependent manner. Our preliminary observations regarding cell treatment procedures were mostly not clearly classifiable yet but could provide indications insofar, as hyperosmolaric stress tended to increase PMET activity, whereas the phosphatase inhibitor rather decreased it. Concerning arNOX, our results could not support the hypothesis that this oxidase exists in human RBCs.
In conclusion, we could show that the plasma membrane redox system in human erythrocytes is subject to variations, which are influenced by gender-specific factors, a finding, which importantly benefited from the ferricytochrome c based, yet unpublished method we established.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
erythrocytes plasma membrane electron transport ferricyanide cytochrome c arNOX gender analysis
Schlagwörter
(Deutsch)
Erythrocyten Plasmamembran Elektronentransport Ferricyanid Cytochrom c arNOX Geschlechteranalyse
Autor*innen
Katrin Knapitsch
Haupttitel (Englisch)
Investigations on the plasma membrane electron transfer activity in human erythrocytes
Paralleltitel (Englisch)
Investigations on the plasma membrane electron transfer activity in human erythrocytes
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
77 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ulrich Salzer
AC Nummer
AC11801815
Utheses ID
27298
Studienkennzahl
UA | 066 | 877 | |