Szereg mocy przeciwutleniającej; ożenia - Strona główna - … · 2017-11-06 · AOX A n O xidant Powe r S er i s Spotkanie Konsorcjum 2017 Stres oksydacyjny - KIEDY? ROS - nieefektywna

Szereg mocy przeciwutleniającej;założenia

Friday, 3 November 17

AOXAntiOxidant Power Series

Spotkanie Konsorcjum 2017

Znaczenie homeostazy redoksowej i rola przeciwutleniaczy

Epigenetycznemechanizmykontrolitranskrypcjiitranslacji

wykorzystujątakżereakcjeredoks

ZaburzoneszlakisygnalizacyjnezależneodROS

ŹródłaROS

protein Kaiso was also found to be a specific 5mC reader andfunctions as a methylation-dependent transcriptional repressor(Prokhortchouk et al., 2001). The discovery and subsequentcharacterization of 5mC readers led to a more comprehensivemechanistic elucidation of DNA methylation in gene expressionregulation. This specific binding of reader proteins to methylatedCpG results in repression of gene expression and represents afundamental epigenetic mechanism of particular importance inhigher organisms.DNA methylation has long been associated with regulation of

gene expression. Together with histone modifications, DNAmethylation modulates the chromatin structure and affectscognate gene expression bymaintaining various expression pat-terns across cell types (Cheng and Blumenthal, 2010; De Car-valho et al., 2010). The presence of DNA methylation in the pro-moter region is directly connected to repression of transcription.How the repression is induced by methylation is described bytwo possible models: DNA methylation may either recruit itsreader proteins that act as transcription repressors, e.g.,MeCP and Kaiso proteins, preventing transcriptional factorsfrom accessing the promoter region as an ‘‘indirect’’ model, orit may serve as a disruptor to interfere with the binding of certaintranscription factors and thus prevent the activation of corre-sponding genes in a ‘‘direct’’ model (Boyes and Bird, 1991; Igu-chi-Ariga and Schaffner, 1989; Kovesdi et al., 1987; Nan et al.,2007; Watt and Molloy, 1988). In contrast, DNA methylation inthe gene body shows positive correlation with gene expression(Aran et al., 2011; Ball et al., 2009; Hellman and Chess, 2007;Laurent et al., 2010; Lister et al., 2009; Rauch et al., 2009; Shannet al., 2008; Yang et al., 2014). Gene body DNA methylation mayaffect the transcription elongation process, regulate RNA

splicing, and alter nucleosome-positioning, which further high-lights the diverse functions of DNA methylation in gene expres-sion (Chodavarapu et al., 2010; Jones, 2012; Laurent et al.,2010; Lorincz et al., 2004). It should be noted that the transcrip-tion regulation roles of DNA methylation typically synergize withvarious histone marks as the methyltransferases, demethylases,and readers of DNA methylation interact with various histonemarks or histone modification enzymes.

Dynamic Spectrum of Cytosine Epigenetic Marks inDNA: From 5-Methylcytosine to Its Oxidative DerivativesBased on early observations, DNA 5mCmethylation was consid-ered to be dynamic and reversible (Mayer et al., 2000; Oswaldet al., 2000; Wu and Zhang, 2010). Although the writers andreaders of 5mC were identified and characterized early on, how-ever, the identity of eraser enzymes that remove 5mC methylmarks remained a mystery for several decades. This all changedwith the discovery of 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) in themammalian genome and the identification of TET (ten-eleventranslocation) proteins. TET proteins are methylcytosine dioxy-genase that utilize dioxygen to oxidize 5mC to 5hmC (Ito et al.,2010; Kriaucionis and Heintz, 2009; Tahiliani et al., 2009). Subse-quent studies demonstrated that the TET enzymes can furtheroxidize 5hmC to 5-formylcytosine (5fC) and 5-arboxylcytosine(5caC) (He et al., 2011; Ito et al., 2011; Pfaffeneder et al.,2011). Both 5fC and 5caC can be recognized and excised by hu-man thymine DNA glycosylase (TDG), followed by base excisionrepair (BER) to replace the modified cytosine with a normal cyto-sine, completing the active demethylation process (He et al.,2011; Maiti and Drohat, 2011). In addition, the 5mC oxidation de-rivatives of 5hmC, 5fC, and 5caC may also be passively diluted

N

N

NH2

O

HN

N

NH2

O

H3C N

N

NH2

O

HO N

N

NH2

O

H

O

N

N

NH2

O

HO

O

DNMTs TETs TETs TETs

TDG/BER - Active demethylation

C 5mC 5hmC 5fC 5caC

MeCP2MBD1, MBD2, MBD4

SIN3ACREB1

SRSF2, SRSF3

MeCP2MBD3, MBD4

CREB1SRSF2, SRSF3

MBD3SIN3ACREB1

SRSF2, SRSF3

CTCFEHMT1NCOR2PRP31DNMT1

Cytosine modification binding proteins

Replication/dilution - Passive demethylation

Figure 1. Scheme of the Reversible Cytosine Methylation in DNA and Binding Proteins that Are Known To or Proposed To Bind ModifiedCytosine Derivatives, Derived from Liyanage et al., 2014

Cell Chemical Biology 23, January 21, 2016 ª2016 Elsevier Ltd All rights reserved 75

Cell Chemical Biology

Review

Please cite this article as: Chen et al., Nucleic Acid Modifications in Regulation of Gene Expression, Cell Chemical Biology (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.chembiol.2015.11.007

Ochronaprzeduszkodzeniamipowodowanymi

przezROS




Stres oksydacyjny - KIEDY?

ROS - nieefektywna lub upośledzona ochrona przed ROS - stres oksydacyjny

Egzogenne wspomaganie - KIEDY POMOCNE?




BODYGUARD

ROS - czy egzogenne przeciwutleniacze mogą wspomagać ochronę przed stresem oksydacyjnym ?

stężenie mM stężenie µM




ROS - jak przewidzieć skuteczność egzogennych przeciwutleniaczy?

https://en.wikibooks.org/wiki/Introduction_to_Inorganic_Chemistry

Na podstawię potencjałów można przewidzieć kierunek

przepływu elektronów.

W szeregu napięciowym metalisą one zorganizowane pod

względem ich zdolności oddawania elektronów.






ROS - czy taka koncepcja mogłaby być zastosowana do przewidywania skuteczności ochronnego działania przeciwutleniaczy?

HIPOTEZA: skuteczność egzogennych przeciwutleniaczy może być przewidywana na

podstawie ich potencjałów redukcyjnych wykorzystanych do stworzenia

SZEREGU MOCY PRZECIWUTLENIAJĄCEJ Antioxidant Power Series (APS)

stronger reducing agent

stronger oxidizing agent

GSH0




ROS - czy taka koncepcja mogłaby być zastosowana do przewidywania skuteczności ochronnego działania przeciwutleniaczy?

stronger reducing agent

stronger oxidizing agent

GSH0

Jakie dodatkowe testy weryfikujące działanie danej substancji/mieszaniny należy przeprowadzić

w skojarzeniu (lub bez dla mieszanin) zSZEREGIEM MOCY PRZECIWUTLENIAJĄCEJ by przewidzieć jej skuteczność przeciwutleniającą?




Przewidziane do badań przeciwutleniacze i utleniacze - 100 związków

ENDOGENNE PRZECIWUTLENIACZE

glutation

KAROTENOIDY

FLAWONOIDYflawony

flawonoleflawanony

izoflawonychalkony

antocyjanyproantocyjanidyny

STILBENY

HORMONYmelatonina

SYNTETYCZNE PRZECIWUTLENIACZE

PROOKSYDANTY




Chemiczne i biochemiczne oznaczenia:

standardowy potencjał redukcyjnykinetyka reakcji z nadtlenkiem wodorutesty spektrofotometryczne (ABTS, DPPH, F-C, FRAP, ORAC)HPLC połączone z post-kolumnową derywatyzacją z użyciem rodników ABTS, DPPH lub odczynnila F-Clipofilowośćaktywność przeciwutleniająca w stosunku do patophysiologicznie istostnych rodnikówochrona białek przed utlenieniemochrona LDL przed utlenieniem

Oznaczenia w systemie komórkowym:

aktywność cytotoksycznaaktywność cytotoksyczna w stosunku dokomórek traktowanych ROSwpływ na aktywność enzymów antyoksydacyjnychpotencjał redukcyjny hodowli tkankowejaktywność przeciwutleniająca mierzona testem CAAwpływ na genotoksyczność ROS badany testem kometowymochrona przed oksydcyjnym uszkodzeniem białekgenomiczne i epigenomiczne badania z wykorzystaniem tzw. PCR-based array technologies

Planowane oznaczenia prowadzone w zakresie stężeń umożliwiających porównanie wyników




Analiza statystyczna i chemometryczna danych

Poszukiwanie korelacji pomiędzy własnościami fizykochemicznymi badanych substancji,

ich działaniem “antyoksydacyjnym” w różnych modelach i strukturą chemiczną


Dziękuję za uwagę


Documents

Szereg mocy przeciwutleniającej; ożenia - Strona główna - … · 2017-11-06 · AOX A n O xidant Powe r S er i s Spotkanie Konsorcjum 2017 Stres oksydacyjny - KIEDY? ROS - nieefektywna