Free radicals and cancer

nul

Molecular pathways in induction of cancer cell apoptosis by vitamin E analogues

nul

Free radicals and cancer

nul

Complexity of free radical metabolism in human erythrocytes

The auto-oxidation of oxyhaemoglobin to methaemoglobin generating superoxide anion radical (O2 .-) represents the main source of free radicals in the erythrocytes. Hydrogen peroxide is produced by O2 .- dismutation or originates from the circulation. Human erythrocytes are also exposed to the prooxidative actions of nitric oxide (NO) from circulation. Free radicals that may induce reactions with direct dangerous consequences to erythrocytes are also preceded by the reaction of O2 .- and NO producing per oxynitrite. In physiological settings, erythrocytes show a self-sustaining activity of antioxidative defense (AD) enzymes, such as: superoxide dismutase (SOD, EC 1.11.16), catalase (CAT, EC 1.11.1.6), glutathione peroxidase (GSHPx, EC 1.11.1.9) and glutathione reductase (GR, EC 1.6.4.2), as well as low molecular weight antioxidants: glutathione and vitamins E and C. Their coordinate actions protect the erythrocyte's biomacromolecules from free radical-mediated damage. Since there is no de novo synthesis of AD enzymes in mature erythrocytes, their defense capacity is limited. Free radicals influence antioxidative enzymes capacities and relative share of particular components in the whole anti oxidative system. Therefore, by measuring changes in the activity of individual AD components, as well as their inter relations by statistical canonical discriminate methods, valuable data about the complexity, overall relations and coordinated actions in the AD system in erythrocytes and its relevance for systemic effects can be acquired.Produkcija slobodnih radikala u eritrocitima uglavnom se odnosi na nastajanje superoksid anjon radikala (O2 .-) putem autooksidacije oksihemoglobina u methemoglobin. Ljudski eritrociti izloženi su prooksidacionom delovanju vodonik-peroksida nastalog dismutacijom O2 .- ili iz cirkulacije, kao i azot oksidu (NO) iz cirkulacije. Od di rektnih reakcija slobodnih radikala, reakcija O2 .- i NO uz nastajanje peroksinitrita je reakcija sa primarno štetnim posledicama po eritrocite. U eritrocitima se nalaze enzimi zaštite od oksidacionih oštećenja, kao što su superoksid dismutaza (SOD, EC 1.15.1.1), katalaza (CAT, EC 1.11.1.6), glutation peroksidaza (GSHPx, EC 1.11.1.9) i glutation reduktaza (GR, EC 1.6.4.2) kao i komponente male molekulske mase (glutation, vitamini E i C). Njihovim sadejstvom se kanališu reakcije slobodnih radikala tako da direktna oštećenja biomakromolekula budu što manja. Međutim, kako nema de novo sinteze enzima u maturiranim eritrocitima, kapacitet ovih sistema je ograničen, jer slobodnoradikalske vrste i direktno inhibiraju neke od enzima. Promene na enzimima i njihova inhibicija slobodnim radikalima utiču na kapacitet zaštite od oksidacionih oštećenja i relativni udeo pojedinih komponenti u ukupnom antioksidativnom potencijalu. To se može pratiti i preko promena aktivnosti pojedinačnih komponenti, ali i međusobnih odnosa između komponenti antioksidativne odbrane diskriminacionim statističkim metodama, koje ukazuju na sveukupnost i kompleksnost odnosa antioksidativnih komponenti u eritrocitima i njihov sistemski značaj.nul

The Nobel Prize in Chemistry 2012 for studies of G-protein coupled receptors

Two American scientists Robert J. Lefkowitz and Brian K. Kobilka won the 2012 Nobel Prize in Chemistry. They were awarded 'for groundbreaking discoveries that reveal the inner workings of an important family of such receptors: G-protein-coupled receptors', said the academy in a statement, adding that the studies by Lefkowitz and Kobilka are crucial for understanding how G-protein-coupled receptors function. Fine-tuned communication between individual cells is a prerequisite for maintaining homeostasis within a living organism. Cells have the ability to process amounts of information conveyed to them by extracellular About a thousand genes code for such receptors, for example, for light, flavor, odor, adrenalin, dopamine and serotonin and about half of all medications achieve their effect through GPCRs. Unfortunately for a long time, it wasn’t possible to study the detailed structure of GPCRs because of the great difficulties in crystallizing them. This Nobel Prize continues the proud tradition of recognizing crystallographers who are among the most persistent and fearless of all scientists.Najvažnije, kao i u svim drugim velikim otkrićima, rad Kobilke i Lefkovica postavio je mnogo pitanja što ukazuje na uzbudljive, neistražene teritorije. Najznačajnije otkriće u ovom kontekstu je da dva slična molekula - dva agonista - mogu aktivirati proteine na drugačiji način, dovodeći do potpuno različitih fizioloških odgovora, takozvanog fenomena: 'funkcionalna selektivnost'. Ovo proističe iz diferencijalne interakcije GPCR sa G proteinima, arestinima i drugim proteinima u ćeliji. Izuzetno, funkcionalna selektivnost može dovesti do istog molekulskog događaja, zavisno od fiziološkog odgovora koji je posredovan proteinima. Zato je funkcionisanje GPCR poput Bahove simfonije Prirode, više set nezavisnih nota gde kombinacija interakcija radije nego vezivanje pojedinačnog odgovora rezultuje kompleksnim fiziološkim odgovorom. Rad ovogodišnjih Nobelovaca, otvorio je vrata razumevanju kako se ova simfonija sprovodi. U istoriji dodeljivanja Nobelove nagrade do sada su zabeleženi brojni slučajevi da su Nobelovu nagradu za medicinu dobili hemičari, ovo je po našem saznanju prvi put da su lekari dobili Nobelovu nagradu za hemiju. Struktura elemenata regulacije metabolizma i spoznaja njihove funkcije da bi se uskladio životni ciklus organizma sa promenama u spoljnoj sredini su ishodište hemije, važan cilj biohemije i uvod u dalji razvoj primenjenih discipline kao što su medicina, veterina, poljoprivreda i farmacija. U ovom slučaju značaj različitih efekata koje adrenalin ima u tkivima inicirao je interes lekara za strukturu posrednika u prenosu signala. To su uspešno rešili primenomklasičnih hemijskih i biohemiskih metoda (kristalografija) i u sprezi sa rezultatima molekularne biologije (humani genom) što potvrđuje neophodnost interdisciplinarnih istraživanja.nul

The Nobel Prize in Chemistry 2012 for studies of G-protein coupled receptors

Two American scientists Robert J. Lefkowitz and Brian K. Kobilka won the 2012 Nobel Prize in Chemistry. They were awarded 'for groundbreaking discoveries that reveal the inner workings of an important family of such receptors: G-protein-coupled receptors', said the academy in a statement, adding that the studies by Lefkowitz and Kobilka are crucial for understanding how G-protein-coupled receptors function. Fine-tuned communication between individual cells is a prerequisite for maintaining homeostasis within a living organism. Cells have the ability to process amounts of information conveyed to them by extracellular About a thousand genes code for such receptors, for example, for light, flavor, odor, adrenalin, dopamine and serotonin and about half of all medications achieve their effect through GPCRs. Unfortunately for a long time, it wasn’t possible to study the detailed structure of GPCRs because of the great difficulties in crystallizing them. This Nobel Prize continues the proud tradition of recognizing crystallographers who are among the most persistent and fearless of all scientists.Najvažnije, kao i u svim drugim velikim otkrićima, rad Kobilke i Lefkovica postavio je mnogo pitanja što ukazuje na uzbudljive, neistražene teritorije. Najznačajnije otkriće u ovom kontekstu je da dva slična molekula - dva agonista - mogu aktivirati proteine na drugačiji način, dovodeći do potpuno različitih fizioloških odgovora, takozvanog fenomena: 'funkcionalna selektivnost'. Ovo proističe iz diferencijalne interakcije GPCR sa G proteinima, arestinima i drugim proteinima u ćeliji. Izuzetno, funkcionalna selektivnost može dovesti do istog molekulskog događaja, zavisno od fiziološkog odgovora koji je posredovan proteinima. Zato je funkcionisanje GPCR poput Bahove simfonije Prirode, više set nezavisnih nota gde kombinacija interakcija radije nego vezivanje pojedinačnog odgovora rezultuje kompleksnim fiziološkim odgovorom. Rad ovogodišnjih Nobelovaca, otvorio je vrata razumevanju kako se ova simfonija sprovodi. U istoriji dodeljivanja Nobelove nagrade do sada su zabeleženi brojni slučajevi da su Nobelovu nagradu za medicinu dobili hemičari, ovo je po našem saznanju prvi put da su lekari dobili Nobelovu nagradu za hemiju. Struktura elemenata regulacije metabolizma i spoznaja njihove funkcije da bi se uskladio životni ciklus organizma sa promenama u spoljnoj sredini su ishodište hemije, važan cilj biohemije i uvod u dalji razvoj primenjenih discipline kao što su medicina, veterina, poljoprivreda i farmacija. U ovom slučaju značaj različitih efekata koje adrenalin ima u tkivima inicirao je interes lekara za strukturu posrednika u prenosu signala. To su uspešno rešili primenomklasičnih hemijskih i biohemiskih metoda (kristalografija) i u sprezi sa rezultatima molekularne biologije (humani genom) što potvrđuje neophodnost interdisciplinarnih istraživanja.nul

Redox regulation of cell cycle through nitric oxide

This paper investigates the effects of sodium nitroprusside as NO donor on two cell lines in culture: transformed cells of mice fibroblasts (L929) and malignant cells of human eritroleukemia (K562). Low concentrations of NO have stimulative effect, while high concentrations have inhibitive effects on proliferation of K562 cells in a dose-dependent manner. In our experiments, by using sodium nitroprusside (SNP) as NO donor and two kinds of superoxide dismutase, Cu,Zn-SOD and Mn-SOD, we created conditions to generate several kinds of signal molecules and investigated reaction of transformed (L929) and malignant (K562) cells to dose. Results of experiments are showing that chosen parameters (amount of free thiol groups and glutathione) may be relevant in monitoring the effect of exogenous nitrate oxide and its redox descendants in different, both transformed and malignant cell lines.U ovom radu ispitivani su efekti donora NO natrijum-nitroprusida (SNP) na dve ćelijske linije u kulturi: transformisane ćelije mišijih fibroblasta (L929) i maligne ćelije humane eritroleukemije (K562). Niske koncentracije deluju stimulativno na proliferaciju K562 ćelija u kulturi, dok je kod viših koncentracija situacija suprotna i uočava se dozno-zavisan uticaj SNP na proliferaciju K562 ćelija. Korišćenjem natrijum-nitroprusida i dve vrste superoksid dismutaza, Cu,Zn-SOD i Mn-SOD, stvoreni su uslovi generisanja više vrsta signalnih molekula i ispitan je odgovor obe ćelijske linije na njih. Rezultati eksperimenata pokazuju da izabrani parametri (količina slobodnih tiolnih grupa i glutationa) mogu biti relevantni za praćenje efekata egzogenog azot oksida i njegovih redoks potomaka kod različitih, transformisanih i malignih ćelijskih linija.nul

Introduction of the interdependence between the glutathione half-cell reduction potential and thermodynamic parameters during accelerated aging of maize seeds

Two maize hybrids with a different ability to maintain seed germination were examined during the course of accelerated aging (AA). Initially, the similar seed reduction potential of the GSSG/2GSH half-cell increased in H1 (dent hybrid) without influencing the seed germination ability up to the 6th day of AA, while in H2 (sweet corn hybrid), it was not changed up to the 6th day of AA but with a significant later loss of seed germination ability. During the AA course, the amount of free thiol decreased in H1 and increased in H2. Irrespective of the continual increase of the differential Gibbs energy during AA, the characteristics of the examined hybrids are possibly connected to the different metabolic pathways of the seeds: H1 is characterized by higher entropy and positive enthalpy values, while H2 had negative entropy values and a decreasing trend of enthalpy, indicating a shift of the system from a relatively ordered to a disordered state. The different types of nanomolecular switches, resulting in a faster decrease of GSH in the H2 than in the H1 hybrids, indicate that a combination of the GSSG/2GSH half-cell potential and thermodynamics could be a useful tool to quantify plant stress.Proučavano je ubrzano starenje semena dva hibrida kukuruza koja imaju drugačiju sposobnost očuvanja klijavosti. Sličan početni redukcioni potencijal GSSG/2GSH para je kod H1(zuban) rastao bez uticaja na sposobnost klijanja do šestog dana ubrzanog starenja, dok se kod H2 (šećerac) nije menjao do šestog dana starenja, uz kasniji značajan pad klijavosti. Količina PSH se smanjivala kod H1, dok je rasla kod H2 tokom tretmana starenja. Bez obzira na kontinuiran pad slobodne energije tokom ubrzanog starenja, osobine semena ispitivanih hibrida su možda bile vezane za drugačije metaboličke puteve: H1 karakteriše visoka entropija i pozitivne vrednosti entalpije, dok je za H2 karakteristična relativno niska entropija, uz negativne vrednosti entalpije, ukazujući na pomeranje sistema iz relativno uređenog u neuređeno stanje. Drugačiji tipovi nanomolekulskih prekidača, utičući na brži pad GSH kod H2 u odnosu na H1, ističu da se kombinacija GSSG/2GSH ćelijskog potencijala i termodinamike mogu koristiti pri kvantifikaciji biljnog stresa.Projekat ministarstva br. TR-20007: Development of maize cropping technology with an ecological approac

Rast klijanaca kukuruza kao funkcija slobodne energije i redoks potencijala

The difference in the growth of maize seedlings originating from seeds injured by accelerated ageing, as well as those altered by restoring with low 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) concentrations was examined, from the point of view of free energy and redox potential. The ageing decreased germination ability, the seedling growth and free energy, with no remarkable influence on the redox capacity. Meanwhile, the 2,4-D treatment increased the germination percentage and the seedling growth, by better energy utilisation, with shifting of the redox balance to a reducing environment. From this point of view, the free energy and the redox potential are useful tools for the determination of biological vitality.Ispitivana je razlika u rastu klijanaca poreklom iz semena koje je bilo izloženo tretmanu ubrzanog starenja, kao i semena koje je potom bilo izloženo regenerativnom uticaju niskih koncentracija 2,4-D (2,4-dihlorofenoksisirćetne kiseline) i to iz ugla slobodne energije i redoks potencijala. Starenje je smanjilo sposobnost klijanja semena, rast klijanaca i njihovu slobodnu energiju, bez znatnog uticaja na redoks potencijal. Sa druge strane, 2,4-D je uticao na bolje iskorišćenje energije i pomeranje redoks ravnoteže ka redukovanoj sredini, povećavajući klijavost i rast klijanca. Sa ove tačke gledišta, slobodna energija i redoks potencijal mogu biti korisni pri određivanju biološke vitalnosti

Uvod u međusobnu zavisnost ćelijskog redoks potencijala glutationa i termodinamike tokom ubrzanog starenja semena kukuruza

Two maize hybrids with a different ability to maintain seed germination were examined during the course of accelerated aging (AA). Initially, the similar seed reduction potential of the GSSG/2GSH half-cell increased in H1 (dent hybrid) without influencing the seed germination ability up to the 6th day of AA, while in H2 (sweet corn hybrid), it was not changed up to the 6th day of AA but with a significant later loss of seed germination ability. During the AA course, the amount of free thiol decreased in H1 and increased in H2. Irrespective of the continual increase of the differential Gibbs energy during AA, the characteristics of the examined hybrids are possibly connected to the different metabolic pathways of the seeds: H1 is characterized by higher entropy and positive enthalpy values, while H2 had negative entropy values and a decreasing trend of enthalpy, indicating a shift of the system from a relatively ordered to a disordered state. The different types of nanomolecular switches, resulting in a faster decrease of GSH in the H2 than in the H1 hybrids, indicate that a combination of the GSSG/2GSH half-cell potential and thermodynamics could be a useful tool to quantify plant stress.Proučavano je ubrzano starenje semena dva hibrida kukuruza koja imaju drugačiju sposobnost očuvanja klijavosti. Sličan početni redukcioni potencijal GSSG/2GSH para je kod H1(zuban) rastao bez uticaja na sposobnost klijanja do šestog dana ubrzanog starenja, dok se kod H2 (šećerac) nije menjao do šestog dana starenja, uz kasniji značajan pad klijavosti. Količina PSH se smanjivala kod H1, dok je rasla kod H2 tokom tretmana starenja. Bez obzira na kontinuiran pad slobodne energije tokom ubrzanog starenja, osobine semena ispitivanih hibrida su možda bile vezane za drugačije metaboličke puteve: H1 karakteriše visoka entropija i pozitivne vrednosti entalpije, dok je za H2 karakteristična relativno niska entropija, uz negativne vrednosti entalpije, ukazujući na pomeranje sistema iz relativno uređenog u neuređeno stanje. Drugačiji tipovi nanomolekulskih prekidača, utičući na brži pad GSH kod H2 u odnosu na H1, ističu da se kombinacija GSSG/2GSH ćelijskog potencijala i termodinamike mogu koristiti pri kvantifikaciji biljnog stresa