Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/330545
Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Participação da transidrogenase de nucleotídeos de nicotinamida (NNT) na manutenção do estado redox de NADP mitocondrial = implicações fisiopatológicas = Involvement of nicotinamide nucleotide transhydrogenase (NNT) in the maintenance of mitochondrial NADP redox state: pathophysiological implications
Title Alternative: Involvement of nicotinamide nucleotide transhydrogenase (NNT) in the maintenance of mitochondrial NADP redox state : pathophysiological implications
Author: Ronchi, Juliana Aparecida, 1978-
Advisor: Castilho, Roger Frigério, 1972-
Abstract: Resumo: A transidrogenase de nucleotídeos de nicotinamida (NNT) é uma proteína integral da membrana mitocondrial interna (MMI) e catalisa a redução de NADP+ utilizando NADH como doador de elétrons, ao mesmo tempo que transfere H+ do espaço intermembranas para a matriz mitocondrial. A atividade da NNT favorece a manutenção de uma alta razão NADPH/NADP+ na matriz. Há aproximadamente três décadas, foi fixada uma mutação espontânea no gene (Nnt) que codifica a NNT em camundongos C57BL/6J, resultando na ausência desta proteína. No primeiro capítulo desta Tese foram estudadas as consequências da mutação em Nnt sobre funções redox de mitocôndrias hepáticas isoladas de camundongos C57BL/6/JUnib (Nnt intacta) e C57BL/6J (Nnt mutada). As mitocôndrias de C57BL/6J, comparadas ao C57BL/6/JUnib, mostraram ausência de transidrogenação entre NAD e NADP, taxas elevadas de liberação de H2O2, oxidação espontânea de NADPH, menor metabolização de peróxido orgânico e maior susceptibilidade à abertura do poro de transição de permeabilidade (PTP) induzida por Ca2+. As mitocôndrias do C57BL/6J também apresentaram aumento da razão glutationa oxidada/glutationa reduzida. Esses resultados indicam que a NNT é uma fonte importante de NADPH mitocondrial e a perda de sua função resulta em anormalidades do metabolismo redox, o que compromete o uso de camundongos C57BL/6J em estudos sobre metabolismo e balanço redox. No segundo capítulo, desenvolvemos camundongos congênicos através do cruzamento de C57BL/6/JUnib e C57BL/6J e obtivemos os seguintes genótipos: Nnt+/+, Nnt-/- e Nnt+/-. Mitocôndrias isoladas de Nnt+/- e Nnt-/- apresentaram, respectivamente, metade e nenhuma atividade de NNT, em comparação às mitocôndrias do camundongo controle (Nnt+/+). Não encontramos alterações compensatórias em outras fontes mitocondriais de NADPH (isocitrato desidrogenase 2, enzima málica e glutamato desidrogenase) nos camundongos Nnt+/- e Nnt-/-. A ausência de NNT em camundongos Nnt-/- prejudicou o metabolismo de peróxido pelas mitocôndrias. A contribuição da NNT para o metabolismo de peróxido foi diminuída durante a fosforilação do ADP quando comparada ao estado de repouso. Durante a fosforilação oxidativa do ADP, provavelmente outras fontes de NADPH estão ativadas, especialmente a glutamato desidrogenase. Durante o bloqueio do complexo respiratório III da cadeia respiratória por antimicina, a NNT apresentou contribuição predominante no metabolismo de peróxido. Notadamente, a capacidade de metabolizar peróxido no camundongo Nnt+/- foi semelhante ao Nnt+/+. Nossos dados demonstram que o estado respiratório e substratos respiratórios podem influenciar na contribuição da NNT no metabolismo de peróxido dependente de NADPH

Abstract: Nicotinamide nucleotide transhydrogenase (NNT) is an integral protein in the inner mitochondrial membrane (IMM) and catalyzes the reduction of NADP+ using NADH, in the same time it transfers H+ from the intermembrane space back to mitochondrial matrix. The NNT activity contributes to an elevated mitochondrial NADPH/NADP+ ratio in the mitochondrial matrix. A spontaneous mutation in NNT gene (Nnt) arose in the C57BL/6J mice nearly 3 decades ago, resulting in absence of functional NNT protein. In the first chapter of this Thesis, we studied the consequences of Nnt mutation for the redox functions of isolated liver mitochondria from C57BL/6JUnib (bearing functional Nnt) and C57BL/6J (bearing non-functional Nnt) mice. Mitochondria from C57BL/6J mouse showed absence of transhydrogenation between NAD and NADP, higher rates of H2O2 release, spontaneous oxidation of NADPH, poor ability to metabolize organic peroxide and higher susceptibility to Ca2+-induced permeability transition pore (PTP). In addition, mitochondria from C57BL/6J mice exhibited increased oxidized/reduced glutathione ratio as compared to C57BL/6JUnib mouse. These results suggest that NNT comprises an important source of mitochondrial NADPH and its functional loss results in redox metabolism abnormalities that compromise the use of C57BL/6J mice in research related to metabolism and redox balance. In the second chapter, we developed congenic mice by crossing of C57BL/6JUnib and C57BL/6J mice to obtain the following Nnt genotypes: Nnt+/+, Nnt-/-and Nnt+/-. Isolated mitochondria from Nnt+/- and Nnt-/- mice presented, respectively, half and absent NNT activity compared to control mouse mitochondria (Nnt+/+). No compensatory changes were found in others mitochondrial sources of NADPH (isocitrate dehydrogenase 2, malic enzyme and glutamate dehydrogenase) in Nnt+/- and Nnt-/- mice. The lack of NNT in the Nnt-/- mice impaired peroxide metabolism by mitochondria. The contribution of NNT for peroxide metabolism was decreased during ADP phosphorylation compared to non-phosphorylating state. In this condition, probably other sources of NADPH are activated, specially the glutamate dehydrogenase. During the blockage of mitochondrial electron transport, induced by respiratory complex III inhibition, the NNT contributed majorly to peroxide metabolism. Interestingly, the metabolism of peroxide by Nnt+/- mitochondria matched that of Nnt+/+. Our data show that the respiratory state and respiratory substrates can influence the relative contribution of NNT to NADPH-dependent peroxide metabolism
Subject: Mitocôndria
Cálcio
Espécies de oxigênio reativas
NADP
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: RONCHI, Juliana Aparecida. Participação da transidrogenase de nucleotídeos de nicotinamida (NNT) na manutenção do estado redox de NADP mitocondrial: implicações fisiopatológicas = Involvement of nicotinamide nucleotide transhydrogenase (NNT) in the maintenance of mitochondrial NADP redox state: pathophysiological implications. 2016. 1 recurso online (69 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/330545>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FCM - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Ronchi_JulianaAparecida_D.pdf6.67 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.