Studium organizace mitochondriálních superkomplexů a patomechanismů deficience komplexu III dýchacího řetězce

Abstract

Mitochondria are complex semi-autonomous organelles that play a key role in the energy metabolism of the cell. Within the system of oxidative phosphorylation (OXPHOS), it ensures the production of ATP - a versatile and readily available energy source for a spectrum of biochemical reactions. Complex III of the oxidative phosphorylation system transfers electrons between coenzyme Q and cytochrome c while contributing to proton gradient production by transferring protons across the inner mitochondrial membrane. This complex is associated with other complexes of the electron transport chain into supramolecular structures called supercomplexes. Their organisation can be studied after solubilisation by mild non-ionic detergent (usually by digitonin) via the most often used method - native electrophoresis (BN- PAGE) with consequent imunoblot analysis. Disorders of Complex III are among the rarest mitochondrial diseases. This work initially focused on the optimization of blue native electrophoretic separation of supercomplexes using various gradient gel systems and on determining the appropriate concentration of the mild non-ionic detergent digitonin for the solubilization of mitochondria from different control cell materials. Subsequently, the potential use of translocase complexes of the outer and inner...

Mitochondrie jsou komplexní semiautonomní organely hrající klíčovou roli v energetickém metabolismu buňky. V rámci systému oxidační fosforylace (OXPHOS) zajišťují produkci ATP - universálního a snadno využitelného zdroje energie pro široké spektrum biochemických reakcí. Komplex III, systému oxidační fosforylace, přenáší elektrony mezi koenzymem Q a cytochromem c. Tím přispívá k tvorbě protonového gradientu převodem protonů přes vnitřní mitochondriální membránu. Tento komplex je s ostatními komplexy elektron-transportního řetězce uspořádán do supramolekulárních struktur zvaných superkomplexy. Jejich organizaci, lze studovat po solubilizaci mitochondriálních membrán mírným neionickým detergentem (obvykle digitoninem) pomocí nativních elektroforetických metod. Z těch bývá nejčastěji využívána technika modré nativní elektroforesy (BN-PAGE) s následnou imunoblot analysou. Poruchy komplexu III patří mezi nejvzácnější mitochondriální onemocnění. Tato práce se v první části zaměřila na optimalizaci modré nativní elektroforetické separace superkomplexů s využitím různých gradientových systémů. Dále pak na ověřování vyhovující koncentrace mírného neionického detergentu digitoninu pro solubilizaci mitochondrií různých kontrolních buněčných materiálů. Následně byla studována možnost využití komplexů...