Vanadyum bileşiklerinin CaM-NOS enzimi ve H+ tüketimi üzerindeki etkileri
The Effect of vanadium compounds on CaM-NOS enzyme and H+ protonation
- Tez No: 107695
- Danışmanlar: DOÇ.DR. FÜGEN AKTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Vanadyum, NOS, antioksidan enzimler, NADPH-bağımlı enzimler, Ca-CaM sistemi, vanadium, NOS, antioxidant enzymes, NADPH-dependent enzymes, Ca-CaM system
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
84 ÖZET Vanadyum Bileşiklerinin CaM-NOS enzimi ve H+ Tüketimi Üzerindeki Etkileri Vanadyum bileşiklerinin hipoglisemik etkisi bilinmektedir. Bu bileşiklerin, streptozotosin enjekte edilerek diyabet oluşturulan sıçanlarda meydana gelen komplikasyonlan engellediği ortaya konmuştur. Hücredeki H+ dengesine bağlı olarak, diyabetteki bazı komplikasyonların Ca-cAMP-bağımlı olan ve olmayan sistemlerle ilişkili olabileceği düşünülmektedir. Vanadyum tuzlarının bu her iki sistem üzerinde etkili olduğu belirtilmiştir. Ancak diyabetik komplikasyonlara bağlı olarak, hücrelerde indirgenmiş ekivalanların nasıl kullanıldığı netlik kazanmamıştır. Dolayısıyla çalışmamızda vanadyum bileşiklerinin NADPH-bağımlı enzimleri içeren sistemlerde FT kullanımında önemli bir rol oynayabileceğini açıklamak istedik. Bu nedenle hem in vitro hem de in vivo olarak NADPH-bağımlı enzimlerden Nitrik Oksit Sentaz (NOS), aldoz redüktaz (AR), glutatyon peroksidaz (GPx), katalaz (KAT)' in diyabete bağlı enzim aktivitelerindeki değişiklikler izlenmiştir. Vanadyum bileşiklerinin bu enzimler üzerindeki etkilerini gösterebilmek için kontrol ve diyabetik beyin, lens dokularaı üzerinde in vitro olarak vanadil sülfat ve orto-vanadat, in vivo olarak meta-vanadat bileşikleri kullanıldı. İn vitro koşullarda hem diyabetik hem de kontrol beyin dokularında artan CaCl2 konsantrasyonu ile NOS enzim aktivitesinde artış gözlenmiştir. EGTA ilavesi ile NOS aktivitesinde inhibisyon meydana gelmiştir. Diyabetik beyin dokularındaki Ca-bağımlı NOS aktivitesin kontrole oranla %37 oranında azalmıştır. Kontrol grubunda Ca2* yerine vanadil sülfat kullanıldığında NOS enzim aktivitesinde artış gözlenmiştir. NOS enziminin Ca2**un 5mM konsantrasyonunda gözlenen maksimum aktivitesine, vanadil sülfatın 9,9 mM konsantrasyonu ile ulaşılmıştır. Ca2*'un EC50 konsantrasyonunda artan vanadil sülfat konsantrasyonları kullanıldığında ise 7 mM konsantrasyonda maksimum aktiviteye ulaşılmıştır. Ca“' şelatörü EGTA vanadil sülfatla kompleks oluşturduğunda NOS aktivitesinde inhibisyon gözlenmiştir. Orto-vanadat Ca2* yerine kullanıldığında ise kontrol beyin dokusundaki NOS enzim aktivitesi %32 oranında azalırken, diyabetik grupta %52 oranında azalma gözlenmiştir. Ca2*'un EC50 konsantrasyonunda orto-vanadatla enzimin maksimum aktivitesine ulaşılamamış ve EGTA ile de enzim kompleks oluşturmamıştır. Orto-vanadatın Ca2* gibi hareket etmediği ve ortamda Ca varlığında NOS enziminin inhibe edildiği gözlenmiştir. İn vitro koşullarda lens İNOS enzimi Ca-bağımsızdır. Ancak EGTA ile enzim aktivitesi gözlenmiştir. Artan dozda vanadil sülfat %60 oranında NOS enzim aktivitesini yalnız kontrol lens dokusunda arttırmıştır. Bu reaksiyon lensin savunma mekanizmasında etkin olabilir.85 İn vivo olarak vanadate hipoglisemik etkisi istatistik olarak anlamlıdır (p<0,0001). Beyin NOS aktivitesi diyabette anlamlı olarak azalmakta (p<0,0001) ve vanadat uygulanması ile normal düzeylerine ulaşmaktadır (p<0,0001). Lensde diyabetle birlikte NOS aktivitesi anlamlı olarak artarken, vanadat uygulanması ile anlamlı oranda düşmektedir (p<0,0001). İn vitro çalışmalarda vanadil sülfat kullanıldığında AR enzim aktivitesinde kontrol ve diyabetik beyin dokularında bir inhibisyon olmamaktadır. Orto-vanadat ile her iki dokuda inhibisyon olmamaktadır. İçme sularında 0,6 mg/mL metavanadat uygulandığında, diyabetik sıçanların beyin dokularında AR enzim aktivitesinde gözlenen artış (p<0,0001) normal düzeylere inmiştir (p<0,0001). Sonuçlarımıza göre vanadil sülfat kullanıldığında, kontrol doku beyin GPx enzim aktivitesi %20 oranında, diyabetik grupta ise azalmış olan GPx enzim aktivitesi %36 oranında artmıştır. Orta-vanadatın hiç bir etkisi gözlenmemiştir. V03' in NADPH oksidasyonunda daha etkin olmasına rağmen V02+ nm V03”a oranla daha oksidan özellikte olduğu gözlenmiştir. Her iki vanadyum bileşiği de lensde in vitro olarak GPx aktivitesi üzerinde etkisizdir. İn vivo çalışmalarımızda diyabette beyin doku GPx aktivitesinin azalırken, lens doku GPx akti vitesinin istatistiksel olarak anlamlı düzeyde arttığı (p<0,0001) ve vanadat uygulanması ile normal seviyelerine yaklaştıkları gözlenmiştir. İn vitro koşullarda KAT aktivitesi vanadyum bileşiklerinden etkilenmemektedir. İn vivo koşullarda ise diyabette azalan beyin (p<0,000l) ve lens (p<0,0002) doku KAT aktiviteleri vanadat uygulanması ile anlamlı düzeyde artmaktadır.(p<0,0001-p<0,0005). Çalışmamızın sonucuna göre, vanadatın ve hücre içi formu olan vanadilin, diyabet sırasında hasara uğrayan ve hücrenin korunmasında rol oynayan hücre H' dengesi ile bağlantılı olarak NADPH- bağımlı enzim sistemleri üzerinden etkili olabilecekleri görüşündeyiz.
Özet (Çeviri)
86 SUMMARY The Effect of Vanadium Compounds on CaM-NOS Enzyme and H+ Protonation Recently, the hypoglycemic effects of vanadium compounds have been reported. These compounds have been showed to prevent long-term complications in STZ-induced diabetic rats. Some mechanisms about metabolic abnormalities and complications in diabetes have been proposed include the correlation of the Ca, cAMP-dependent and independent system and the system consuming H“ in the cell. In addition to that vanadium salts have been explained to effect on both of these system. However, it is not clear how to use reduced equivalents in the cells related with diabetic complications. Thus, our aim in this study was to determine whether vanadium compouns can play an importent role in consuming I-T including NADPH-dependent enzymes. For these reason, due to diabetes the activity changes of nitric oxide synthase (NOS), aldose reductase (AR), glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) were determined as NADPH-dependent enzymes in our study, both in vitro and in vivo. For showing the effects of vanadium compounds on these enzymes in control and diabetic tissues, brain and lens, vanadyl sulfate and orthovanadate were used in vitro, metavanadate used in vivo. In vitro conditions, when CaCl2 concentration is increased (0,22 -49x 10”8 mM), NOS activity also increased in both diabetic and control brain tissues in vitro. An inhibition in the activity of NOS is observed by the addition of EGTA. In brain tissues, Ca-dependent NOS activity decreased 37%, when compared with the control group. As vanadyl sulphate is added instead of Ca2*, NOS activity increased in the control group. Maximum activity observed by 5 mM Ca2' is obtained by the addition of at least 9,9 mM NOS. When increasing concentrations of VO2* is added on EC50 for Ca2“, maximum activity is observed at the concentration of 7 mM. EGTA, a Ca2* chelator, formed a complex with vanadyl sulphate and inhibited NOS activity. When ortho-vanadate is used instead, 32 percent decrease in the enzymatic activity of the brain tissues of control rats is observed whereby there was only a 52 percent decrease in the diabetic group. The maximum enzyme activity could not be reached with the expected dose at EC50 for Ca2* and there was no EGTA-orhto-vanadate complex. It is understood that ortho vanadate does not react like Ca2' and NOS activity is inhibited by orto vanadate in the presence of Ca2'. iNOS in the lenses is not dependent on Ca2-* in vitro. However, an activity in the enzyme is observed by EGTA. Only in the control lens tissues, an increase in the concentrations of vanadyl sulphate caused almost 60 percent increase on the activity of NOS. This reaction could be effective on the defense mechanism of lens. In vivo hypoglycemic effect of vanadate is statistically significant (p<0,0001). Brain NOSactivity significantly decreased in diabetes (p<0,0001) and reached to normal values with vanadate treatment (p<0,0001). In lenses, NOS activity also increased significantly in diabetic rats (p<0,0001) and less vanadate is given (p<0,0001). In our in vitro studies, there was no inhibition in the AR enzyme activity in control rat brain tissues as was observed with diabetic rat brain tissues by vanadyl sulphate administration. Ortho- vanadate showed no inhibition in the activity of AR for both the diabetic and control rat tissues. The increase in the AR activity (p<0,0001) of diabetic rat brain tissues came back to normal level after the administration of 0.6mg/mL meta vanadate through drinking water (p<0,0001). According to our results, the brain rat tissue GPx enzyme activity which in vitro decreases in diabetes, showed 20 percent increase in the control group and 36 percent increase in the diabetics with the effect of vanadyl sulphate. No effect with ortho-vanadate is shown. VO2* is more oxidant than V03”. However, V03" is more effective on NADPH oxidation. Both of these vanadium compounds are ineffective in lens tissue on the activity of GPx. In our in vivo studies, we observed that brain tissue GPx activity which decreases and lens tissue GPx activity which increases statistically (p<0,0001) in diabetes, approached to normal levels by the administration of vanadate. In vitro CAT activity is not effected by vanadium compounds in brain and lens tissues. Under in vivo conditions, CAT activity that is decreased during diabetes in brain (p<0,0001) and lens (p<0,0002) tissues, increased by vanadate administration. (p<0,0001-p<0,0005). As a result of our study, we suggest that vanadate and its intracellular form-vanadil, acts on NADPH-dependent enzyme systems related with intracellular H* consumption and balances cell H* consumption which is damaged during diabetes by which it can provide cell protection.
Benzer Tezler
- Vanadyum katkılanmış lityum içerme bileşiklerinin sentezi karakterizasyonu ve doldurulabilir lityum pilerinde katot aktif madde olarak kullanabilme özelliğinin araştırılması
Synthesis, characterization of vanadium doped lithium insertion compounds and investigation of using as the cathode active matherial for rechargeable lithium batteries
EMEL ELMAAĞAÇLIOĞLU
- Vanadyum ve molibdenin oksijen içeren ligantlarla oluşturduğu bileşiklerin sentez ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of vanadium and molybdenum compounds containing ligands with oxygen groups
ZEYNEP ALKAN
- Hydrothermal synthesis and characterization of transition metal oxides
Geçiş metal oksitlerin hidrotermal sentezi ve karakterizasyonu
AYTAÇ ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Metalurji Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHTAP EANES
- Vanadyum katkısının MgB2 süperiletken sisteminin yapısal ve manyetik özellikleri üzerine etkisi
Effect Of Vanadium Dope To Structural And Magnetic Properties Of MgB2 Superconductor System
DERYA KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HALİL İBRAHİM ADIGÜZEL
- Ergimiş boraks banyosunda çeliklere vanadyum karbür kaplama
Vc coating of steels in molten borax bath
SEYED MOHAMMED MOUSAVİ KHOEE