In vrijwel alle dierlijke en plantaardige cellen komen mitochondriën voor. Mitochondriën zijn structuren die omgeven zijn door een dubbele membraan en die de energievoorziening van de cel verzorgen. Een cel kan het dan ook niet zonder goed functionerende mitochondriën stellen. Mitochondriën kunnen zelf een aantal eiwitten maken. Deze ei  witsynthese wordt specifiek geremd door een aantal stoffen die ook de eiwitsynthese in bacteriën remmen, maar die de
eiwitsynthese in de cel zelf ongemoeid laten. Dergelijke 
stoffen zijn bijvoorbeeld tetracycline, chlooramfenicol en 
thiamfenicol. Al deze antibiotica vinden klinische toepassing ter bestrijding of preventie van infecties. In Hoofdstuk II is beschreven in hoeverre behandeling van ratten met thiamfenicol invloed heeft op het functioneren van rnitochondriën. Deze onderzoekingen zijn gedaan in het weefsel dat de darmwand bekleedt, het darmepitheel,
omdat juist dit weefsel voortdurend en met hoge snelheid wordt vernieuwd en dus een actieve eiwitsynthese heeft. ...

Zie: Samenvatting

Jong, Luitzen de,

Jong, Luitzen de

University of Groningen

   University of GroningenImpairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspectsJong, Luitzen deIMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite fromit. Please check the document version below.Document VersionPublisher's PDF, also known as Version of recordPublication date:1979Link to publication in University of Groningen/UMCG research databaseCitation for published version (APA):Jong, L. D. (1979). Impairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspects. s.n.CopyrightOther than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of theauthor(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).Take-down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediatelyand investigate your claim.Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons thenumber of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.Download date: 12-11-2019transport and energA,  E .  a n d  S l a t e r ,  E . C . ,s  t e  r dam.È . A r n s t .  P r o c .  S e r ,  C'.datíue and photosAn-l .9 7 8 )  P r o c .  N a r l .S i g r i s t - N e 1 s o n ,  K .. , 2 3 7 5 - 2 3 7 8 .A c t a  3 4 5 ,  2 4 5 - 2 6 0 ,k e r ,  L .  ( 1 9 6 9 )  A r c h .c i .  u s A  7 1 ,  2 1 1 8 - 2 1 2 2 .5 3 , 7 2 6 2 - 7 2 6 8 .SAIqENVATTINGI n  v r i j w e l  a 1 l e  d i e r l i j k e  e n  p L a n r a a r d i g e  c e 1 1 e n  k o m e n  m i t o c h o n d r i ê n  v o o r .M i t ochond r i ën  z i j n  s t r uc tu ren  d i e  omgeven  z i j n  doo r  een  dubbe le  membraan  end ie  de  ene rg ievoo rz i en ing  van  de  ce l  ve r zo rgen .  Een  ce l  kan  he t  dan  ook  n i e tzonde r  goed  f unc t i one rende  m i t ochond r i ën  s te l l en .  M i t ochond r i ên  kunnen  ze l fe e n  a a n t a l  e i w i t t e n  m a k e n .  D e z e  e i w i t s y n t h e s e  w o r d t  s p e c i f i e k  g e r e m d  d o o reen  aan ta l  s t o f f en  d i e  ook  de  e iw i t s yn these  i n  bac te r i ën  remmen ,  maa r  d i e  dee i w i t s y n t h e s e  i n  d e  c e r  z e r f  o n g e m o e i d  l a r e n .  D e r g e l i j k e  s t o f f e n  z i j n  b i j -v o o r b e e l d  E e t r a c y c l i n e ,  c h l o o r a m I e n i c o l  e n  t h i a m f e n i c o l .  A I  d e z e  a n t i b i o t i c av i n d e n  k l i n i s c h e  t o e p a s s i n g  t e r  b e s t r i j d i n g  o f  p r e v e n t i e  v a n  i n f e c E i e s .  r nHoo fds tuk  I I  i s  besch reven  i n  hoeve r re  behande l i ng  van  ra t t en  me t  t h i am-fen i co l  i n v l oed  hee f t  op  he t  f unc t i one ren  van  rn i t ochond r i ën .  Deze  onde rzoe -k i ngen  z i j n  gedaan  i n  hec  wee fse l  da t  de  da rmwand  bek leed t ,  heE  da rmep i t hee l ,omda t  j u i s t  d i t  wee f se l  voo rEdu rend  en  me t  hoge  sne lhe id  wo rd t  ve rn i euwd  end u s  e e n  a c t i e v e  e i w i t s y n t h e s e  h e e f t .B i j  behande l i ng  van  ï a t t en  me t  t h i amfen io l ,  i n  een  dos i s  van  125  mg  pe rkg  l i chaamsgew ich t  pe r  dag ,  daa l t  na  2 [  dag  he t  geha l t e  aan  cy toch room c i a3en  cy toch room b  i n  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  to t  c i r ca  257 "  van  de  no r -ma le  waa rden .  Tevens  \ do rd t  de  m i t ochond r i a l e  ATpase  ac t i v i t e i t  ongevoe l i gvoo r  r emming  doo r  o l i gomyc ine .  He t  i s  bekend  dac  i n  de  l age re  euka ryo tensaccharornyces ce?eDis iae en Neurospor la cr lassa een of  meer subeenheden vande  cyEoch romen  aa3  en  b  en  van  he t  m i t ochond r i a l e  ATpase  comp lex  i n  de  m i t o -chond r i ên  wo rden  gemaak t  en  zee r  waa rsch i j n l i j k  wo rden  gecodee rd  doo r  he tm iEochond r i a l e  DNA,  De  p roeven ,  t o t  nu  t oe  besch reven ,  w i j zen  e rop ,  t ezamenme t  d i e  van  ande re  onde rzoeke rs ,  da t  ook  i n  zoogd ie ren  een  o f  mee r  subeen -heden  van  de  be t re f f ende  b i nnenmembraane iw i t t en  doo r  he t  m i t ochond r i a l e  e i -w i t s yn the t i se rend  appa raa t  wo rden  gemaak t .  De  t h i amfen i co lbehande l i ng  i n re r -f e ree r t  n i e t  me t  de  syn these  van  e iw i t t en  d i e  i n  he t  cy top lasma  wo rden  ge -maakt  en vervolgens in het  mi tochondr ia le b innenmembraan worden ingebouwd,zoa l s  cy toch room c  o f  doo r  heE  b i nnenmembraan  heen  ge t ranspo r t ee rd  wo rdennaa r  de  ma t r i x ,  zoa l s  g l u tamaa tdehyd rogenase  (Hoo fds tuk  I I ) .90 9 lE x o c r i m r ' n L e n  m e c  r e í s o i c e r d e  m i t o c l r o n d r i ë n  r r i r  h e l  d r m e n i t l r e e l .  v a n  b e L r J r ) -d e L d e  d i e r e ' u  w e z e n  u i t  d a t  d e  a d e m h a l i n g  i n  a a n w e z i g h e i d  v c n  A D P  ( s t : r t e * 3a d e m h a l i n g )  5 5 2  i s  g e d a a l d  m e t  s u c c i n a a t  e n  4 O Z  m e t  p y r u v a a t  p L u sL - m a l a a t  a l s  s u b s t r a E e n .  v e r q e l e k e n  m e t  d e  w a a r d e n  v a n  c o n t r o l e  d i e r e n .  D e- , , - - i  - ^  . - ^ -  i . .  ^  F , - r -r c l L t r , l r L L t s  v . 1 r r  u E  s u a u c - 3  r O u n r r u t i n g  d o o r  o p l o p e n d e  c o n c e n t r a t i e s  o l i g o m y c i n ehee f t  een  s i g r ' ; r o i daa l  ve r l oop  i n  con t ro l e  r n i t ochond r i ën ,  t e rw i j l  i n  ge ï soLee rde  m i t o -c h o n d r i ë n  u i L  r a t t e n ,  d i e  b e h a n d c l d  z r j n  m e t  t h i a m l e n i c o l ,  d i t  v e r L o o p  I i r - r e a i ri s .  D e  a d e m h a l i n g s c o n t r o l e  i n d i c e s  e n  P : 0  r a t i o ' s  z l j n  v e r g e l i j k b a a r  i n  d et \ . d e e  g r o e p e n  d i e r e n .  B i j  e e n  h o g e r e  d o s i s  t h i a m f e n i c o l  ( 5 0 0  m g  p e r  k g  1 i -c h a a m s g e w i c h t  p e r  d a g )  d a a l t  e c h t e r  o o k  d e  P : O  r a t i o  m e t  s u c c i n a a t  a l s  s u b -s t r a a t  a a n z i e n l i j k  ( 3 2 2 ) .  O e  o n t k o p p e l d e  a d e r n h a l i n g ,  g e ï n d u c e e r d  d o o r  d i n i -t r o f e n o l ,  i s  m e t  3 5 2  a f g e n o r n e n  m e t  s u c c i n a a t  a 1 s  s u b s t r a a t ,  t e r \ r i j 1  d e  s u c -c i n a a t  c y t o c h r o o m  c  r e d u c t . t s e  a c t i v i t e i t  o n v e r a n d e r d  b l i j f t .  I r  w e r d  g e e nremming  van  de  on t koppe lde  ademha l i ng  me t  py ruvaa t  p l us  L -ma laa t  a1s  sub -s t r a t e n  \ t a a r g e n o m e n .  D e  l 2 e i - A t l  u i t w i s s e l i n g s a c t i v i t e i L  i n  d e  r n i t o c h o n d r i ë nvan  de  behande lde  d i e ren  i s  me t  752  ve rm inde rd .  Dezeac t i v i t e i t  r " r r r d t  vo l l ed i gg e r e m d  d o o r  o l i g o m y c i n e .  D u s  a 1 l e e n  h e t  ï e s t e r e n d e  o l i g o m y c i n e g e v o e l i g eA T P a s e  i s  i n  s t a a t  t o t  A T P - s y n t h e s e .  D e  w a a r n e m i n g ,  d a t  d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n gi s  g e r e m d  i n  m j L o c h o n d r i * n  v e n  r a t L c n  d i e  b e h a n d e ) d  z i j n  m e t  L h i a m f e n i c o l ,kan  wo rden  ve rk l aa rd  doo r  aan  t e  nema l  da t  he t  o l i go rnyc inegevoe l i ge  ATPase  he tsne lhe idsbepe rkende  enzym i s  geworden .  r n  de  ge remde  on t koppe lde  ade rnha l i ng ,m e t  h e t  s n e l  g e o x i d e e r d e  s r . r c c i n a a t  a l s  s u b s t r a a ! ,  i s  w a a r s c h i j n l i j k  h e t ,s t e r k  i n  a c t i v i t e i t  v e r m i n d e r d e ,  c y t o c h r o o m  c  o x i d a s e  s n e l h e i d s b e p e r k e n d .T e n e i n d e  n a  t e  g a a n  o f  d e  g e r e m d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n g  i n  g e ï s o l e e r d e  m i t o -c h o n d r i ë n  g e p a a r d  g a r L  m c c  f u n c L i e v e r l i e s  v a n  h e L  o r g a a n ,  w e r d  d e  a d e m h e l i n gi n  g e i s o L e e r d e  c e l l e n  u i t  h e t  e p i t h e e l  v a n  d e  d u n n e  d a r m  g e m e t e n ,  a L s m e d el r e t  a c t i e f  t r a n s p o ï t  v a n  g a L a c t o s e  í r t  i : í t r o  ( e v e r t e d  s a c s )  e n ' n t  - o í , s o  ( 1 u m i -n a l e  p e r f u s i e ) .  H e c  g e m i d d e l d e  v a n  d e  Q 6 ,  w a a r d e n  i n  d e  e p i t h e e L c e l l e n  v a nr a t t e n  d i e  b e h a n d e l d  z i j n  m e t  t t r i a m f e n i c o l  i s  l 5 Z  r a g e r  d a n  d a t  i n  c e l l e nu i t  c o n t r o l e  d i e r e n .  E e n  s i g n i f i c a n t  v e r s c h i l  k o n  e c h t e r  n i e t  w o r d e n  a a n g e -toond .  I n  aanwez ighe id  van  he t  subs t raa t  g l u tam ine  neem l -  de  ade rnha l i ng  me tc i r c a  3 0 2  t o e .  o o k  o n d e r  d e z e  c o n d i t i e s  w a r e n  d e  v e r s c h i l l e n  o n g e v e e r  l 5 2 .B e h a n d e l i n g  v a n  d e  r a t t e n  m e t  t h i a m f e n i c o l  h e e f t  g e e n  e f f e c t  o p  h e t  g a L a c t o -s e t r a n s p o r t  i n  u i t t o ,  t e r w i j l  b i j  l u m i n a L e  p e r f u s i e  a l l e e n  m e t  e e n  h y p e r t o o npe r fus i emed ium de  ga lac tose -  en  Í / r a t e ropname  doo r  de  dunne  da rm  i n  ge r i ngema te  i s  ge remd .  Kenne l i j k  i s  de  rese rve  zo  g roo t  da t  b i j  752  daL ing  van  he !g e h a l t e  a a n  c y t o c h r o o m . f , a 3 ,  c y t o c h r o o m  b  e n  A T p - s y n t h e t . a s e  h e t  o r g a a n  v r i j -w e .(Hcd e 1b r :en2h e ra l sm inATPmemb o db  i n ,Dez td e f :eens c h i7  00 ron t t7201I  ^ L .n i e tb in r'lgemis e e  I1 e e  rd ew i t9 2re1 van behan-ADP ( s ta te -3ruvaa t  p l usr 1 e  d i e r e n .  D e, s  o l i gomyc inee í so lee rde  m i t o -i ' a r ' l ^ ^ n  1 i - o e i ri j kbaa r  i n  derg  pe r  kg  l i -i naa t  a1s  sub -e rd  doo r  d i n i -erwi j  1 de suc-E r  we rd  geenaa t  a l s  sub -e  m i t ochond r i ën: vnrdt volledigegevoe I  igeate-3 ademhal ingth i amfen i co l ,ige ATPase herl de  ademha l i ng ,j n l i j k  h e r ,dsbeperkend.i so l ee rde  rn i t o -d de adernhal ingl en ,  a l smedein oiuo ( lurni -r e I ce l l en  vant  i n  ce l l enworden aange-lmhal ing metrgevee r  l 52 .,  he t  ga lac to -een hypertoonin ger inget ing van hetr r gaan  v r i j -we l  no rmaa l  kan  f unc t i one ren ,  a l t hans  onde r  de  expe r imen te l e  cond i t i es( f t o o r d s t u K  r r l  )  .Z o a l s  o p g e m e r k t  o n t s t a a t  b i j  g e r e m d e  r n i t o c h o n d r i a l e  e i w i t s y n t h e s e  e e nde f i c i en t  ATPase  comp lex  da t  gebonden  i s  aan  he t  m i t ochond r i a l e  b i nnenmem-b raan ,  n i e t  mee r  i n  s t aa t  i s  t o t  ATP  syn these ,  maa r  we l  t o t  ATp  hyd ro -Tene inde  i nz i ch t  k r i j gen  i n  de  aa rd  en  f unc t i e  van  de  subeenheden  van  he tenzymcomp lex  d i e  i n  de  m i t ochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rd  he t  de f i c i en teATPase  comp lex  aan  een  nade re  s tud ie  onde rwo rpen .  Doo r  de  ge r i nge  hoevee l -he id  ma te r i aa l  d i e  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  op leve r t  i s  d i t  wee f se la 1 s  b r o n  v o o r  h e t ,  d o o r  t h i a m f e n i c o l  g e i n d u c e e r d e ,  d e Í i c i e n c e  A T P a s e  c o m p l e xm inde r  gesch i k t .  Daa rom we rd  a l s  sys teem de  regene re rende  l eve r  gekozen .I n  Hoo fds tuk  I I  i s  besch reven  da t  de  enzymak t i v i t e i t  van  he t  de f i c i en teATPase  comp lex  n i e t  mee r  wo rd !  be inv l oed  doo r  r emmers  d i e  aang r i j pen  opmembraangedeeL te  (F6 )  van  he t  enzym,  zoa l s  o l i gomyc ine  en  d i cyc l ohexy l ca r -bod i i r n i de  (DCCD) .  Me t  behu lp  van  recons t i t u t i e -expe r imen ten  kon  wo rden  aan -g e E o o n d  d a t  h e t  A T P a s e  g e d e e l t e  v a n  h e t  e n z y m  ( F 1 )  m e t  d e z e L f d e  a f f i n i t e i tb i n d t  a a n  h e t  n o r m a l e  F o -  e n  h e t  d e f i c i e n t e  F o - g e d e e l t e  ( H o o f d s t u k  I V ) .Deze  waa rnem ing  bood  de  moge l i j khe id  he t  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rdede f i c i en te  ATPase -co rnp lex  en  he t  no rma le  o l i gomyc inegevoe l i ge  comp lex  me teen  i den t i eke  zu i ve r i ngsme thode  t e  i so l e ren .  Me t  behu lp  van  po l yac ry l am idege le l ec t r o fo rese  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aa t  konden  l 2  ve r -sch i l l ende  e iw i t banden  me t  mo lecuu lgew ich ten  va r i ê rend  van  53000  t o t  6  à7  000  wo rden  ge iden t i f i cee rd  i n  he t  ATPase  comp lex .  I n  he t  de f i c i en te  comp lexon tb reken  3  subeenheden  me t  r no lecuu lgew ich ten  van  resp .  25000  (band  6 ) ,22000  (band  7 )  en  9000  (band  10 ) .  D i r  kon  wo rden  aange roond  me t  i n  o i l ol abe l i ngsexpe r imen ten .  De  í n  u íuo  syn these  van  de  ande re  subeenheden  wo rd tn i e t  ge remd  doo r  t h i amfen i co l .  D i t  houd t  i n  da t  deze  subeenheden  i n  he t  cy -t op lasma  wo rden  gesyn the t i see rd  en  vandaa r  t ens lo t t e  i n  he t  m i t ochond r i a l ebinnenmembraan terechtkomen (Hoofdstuk IV) .The  syn these  van  de  DCCD-b indende  subeenhe id ,  d i e  Ln  saccha r ' omaces  ce re -uisíae in de mitochondr iën en i -n Neurospora cyaasa in het  cytoplasma wordtgemaak t ,  v i nd t  i n  de  ra t  p l aa t s  i n  he t  cy top lasma .  Deze  conc lus i e  i s  geba -see rd  op  de  waa rnem ing  da t  r ad ioac t i e f  DCCD,  na  i ncuba t i e  me t  he t  ge i so -l ee rde  ATPase  comp lex ,  geassoc iee rd  i s  meE  de  7000  Ma  band  l l  en  voo ra l  me tde  14000  M t  band  8 ,  d i e  waa rsch i j n l i j k  de  d ime ren  van  he t  DCCD-b indende  e i -w i t  beva t .  Zowe l  band  I 1  a l s  band  8  wo rden  no rmaa l  gesyn the t i see rd  en  ge -92 9 3assembleerd r4ranneer de mitochondr ia le e iwi tsynthese geremd is door th iamfe-n i co l .  Tevens  b i nden  subm i tochond r i a l e  pa r t i ke l s ,  ge ï so lee rd  u i t  de  regene -rerende lever van rat ten die behandeld z i jn met th iamfenicol ,  teminste even-vee l  DCCD a l s  con t ro l e  subm i tochond r i a l e  pa r t i c l es ,  ondanks  de  ve rhoogderes i s t en t i e  van  de  ATPase  t egen  DCCD.  Ook  o l i gomyc ine ,  da t  moge l i j k  aan  de -ze l f d .e  subeenhe id  b i nd t  a l s  DCCD,  wo rd t  pe r  eenhe id  t o ta l e  ATPase  ac t i v i t e i tin dezel fde mat.e gebonden aan geisoleerde mitochondr iën ui t  het  dunne darm-epi theel  van contro le-  en met th iamfenicol  behandelde dieren.  Dus de onge-voel igheid van heË def iente ATPase-complex voor renuning door o l igomycine enDCCD wordt  n iet  veroorzaakt  door het  ontbreken van bindingseiwi t ten voordeze remmers,  maar door de afwezigheid van één of  meer subeenheden, d ieop andere wi jze betrokken z i jn b i j  de DCCD- en ol igomycinegevoel igheid vanhe t  ATPase -comp lex  (Hoo fds tuk  V ) .Teneinde nê te gaan of  de subeenheden 6,  7 en l0 (Hoofdstuk IV) in dem i tochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rden  de  í n  o i t y , o ,  doo r  ge ï so lee rde  m i t o -chond r i ën  gesyn the t i see rde ,  r ad ioac t i e f  ge labe lde  po l ypep t i den  op  po l yac ry l -am ide  ge l s  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aaE  gesche iden  en  z i ch t -baa r  gemaak t  m idde l s  au to rad iog ra f i e .  M ins tens  v i j f  po l ypep t i den ,  me t  mo le -cuu lgew ich ten  va r i i i r end  van  42000  Ëo t  l 9  000 ,  genummerd  I -V ,  konden  wo rdenge iden t i f i cee rd .  Van  de  po l ypep t i den  I I I  en  IV  z i j n  de  mo lecuu lgew ich teniden t i ek  aan  d i e  van  de  subeenheden  i n  de  banden  6  r esp .  7 .  Po l ypep t i de  IVi s  bovend ien  ve r r i j k t  i n  een  gezu i ve rde  ATPase  f r ac t i e ;  po l ypep t i de  I I Iwordt  ín t t í tz ,o níet  in het  ATPase complex geassembleerd.  Geconcludeerd wordtdat  de mitochondr iën tenminste één en zeer r . raarschi jn l i jk  twee. subeenheden(M,  r esp .  22000  en  25000 )  van  he t  ATPase  comp lex  syn the t i se ren  en  da t  de  3eon tb rekende  subeenhe id  i n  he t ,  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rde ,  de f i c i en tecomplex in het  cytoplasma wordt  gemaakt maar n iet  wordt  geassembleerd onderdeze  cond i t i es  i n  he t  ATPase  comp lex .  Band  7  beva r  waa rsch i j n l i j k  2  subeen -heden: één waarvan de synthese in de mitochondr iên plaarsvindE en één (heto l i gomyc in  sens i t i v i t y  con fe r r i ng  p ro re i n  (OSCp) )  d i e  i n  he t  cy top lasmaword t  gesyn the t i see rd  (Hoo fds tuk  V I ) .De  resu l t a ten  van  de  expe r imen ten  Èezamen  wo rden .  i n  Hoo fds tuk  V I I  bed i s -cussieerd in het  l icht  van Mitchel l rs  chemiosmot ische theor ie van de oxi-da t i eve  f os fo r y l e r i ng .  Tevens  wo rd t ,  s t i l  ges taan  b i j  de  v raag  r ^Taa rom ce l l eneen kennel i jke overmaat aan ademhal ingscomponenten bezi t ten.  De aandachtwo rd t  geves t i gd  op  he t  f e i t  da t  bepaa lde  p rocessen  i n  m i t ochond r i ën  aanosc i l l a t i es  onde rhev ig  z i j n ,o/,

Impairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspects

ARTS repository - University of Groningen

   University of GroningenImpairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspectsJong, Luitzen deIMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite fromit. Please check the document version below.Document VersionPublisher's PDF, also known as Version of recordPublication date:1979Link to publication in University of Groningen/UMCG research databaseCitation for published version (APA):Jong, L. D. (1979). Impairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspects. s.n.CopyrightOther than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of theauthor(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).The publication may also be distributed here under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license.More information can be found on the University of Groningen website: https://www.rug.nl/library/open-access/self-archiving-pure/taverne-amendment.Take-down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediatelyand investigate your claim.Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons thenumber of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.Download date: 09-09-2023transport and energA,  E .  a n d  S l a t e r ,  E . C . ,s  t e  r dam.È . A r n s t .  P r o c .  S e r ,  C'.datíue and photosAn-l .9 7 8 )  P r o c .  N a r l .S i g r i s t - N e 1 s o n ,  K .. , 2 3 7 5 - 2 3 7 8 .A c t a  3 4 5 ,  2 4 5 - 2 6 0 ,k e r ,  L .  ( 1 9 6 9 )  A r c h .c i .  u s A  7 1 ,  2 1 1 8 - 2 1 2 2 .5 3 , 7 2 6 2 - 7 2 6 8 .SAIqENVATTINGI n  v r i j w e l  a 1 l e  d i e r l i j k e  e n  p L a n r a a r d i g e  c e 1 1 e n  k o m e n  m i t o c h o n d r i ê n  v o o r .M i t ochond r i ën  z i j n  s t r uc tu ren  d i e  omgeven  z i j n  doo r  een  dubbe le  membraan  end ie  de  ene rg ievoo rz i en ing  van  de  ce l  ve r zo rgen .  Een  ce l  kan  he t  dan  ook  n i e tzonde r  goed  f unc t i one rende  m i t ochond r i ën  s te l l en .  M i t ochond r i ên  kunnen  ze l fe e n  a a n t a l  e i w i t t e n  m a k e n .  D e z e  e i w i t s y n t h e s e  w o r d t  s p e c i f i e k  g e r e m d  d o o reen  aan ta l  s t o f f en  d i e  ook  de  e iw i t s yn these  i n  bac te r i ën  remmen ,  maa r  d i e  dee i w i t s y n t h e s e  i n  d e  c e r  z e r f  o n g e m o e i d  l a r e n .  D e r g e l i j k e  s t o f f e n  z i j n  b i j -v o o r b e e l d  E e t r a c y c l i n e ,  c h l o o r a m I e n i c o l  e n  t h i a m f e n i c o l .  A I  d e z e  a n t i b i o t i c av i n d e n  k l i n i s c h e  t o e p a s s i n g  t e r  b e s t r i j d i n g  o f  p r e v e n t i e  v a n  i n f e c E i e s .  r nHoo fds tuk  I I  i s  besch reven  i n  hoeve r re  behande l i ng  van  ra t t en  me t  t h i am-fen i co l  i n v l oed  hee f t  op  he t  f unc t i one ren  van  rn i t ochond r i ën .  Deze  onde rzoe -k i ngen  z i j n  gedaan  i n  hec  wee fse l  da t  de  da rmwand  bek leed t ,  heE  da rmep i t hee l ,omda t  j u i s t  d i t  wee f se l  voo rEdu rend  en  me t  hoge  sne lhe id  wo rd t  ve rn i euwd  end u s  e e n  a c t i e v e  e i w i t s y n t h e s e  h e e f t .B i j  behande l i ng  van  ï a t t en  me t  t h i amfen io l ,  i n  een  dos i s  van  125  mg  pe rkg  l i chaamsgew ich t  pe r  dag ,  daa l t  na  2 [  dag  he t  geha l t e  aan  cy toch room c i a3en  cy toch room b  i n  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  to t  c i r ca  257 "  van  de  no r -ma le  waa rden .  Tevens  \ do rd t  de  m i t ochond r i a l e  ATpase  ac t i v i t e i t  ongevoe l i gvoo r  r emming  doo r  o l i gomyc ine .  He t  i s  bekend  dac  i n  de  l age re  euka ryo tensaccharornyces ce?eDis iae en Neurospor la cr lassa een of  meer subeenheden vande  cyEoch romen  aa3  en  b  en  van  he t  m i t ochond r i a l e  ATpase  comp lex  i n  de  m i t o -chond r i ên  wo rden  gemaak t  en  zee r  waa rsch i j n l i j k  wo rden  gecodee rd  doo r  he tm iEochond r i a l e  DNA,  De  p roeven ,  t o t  nu  t oe  besch reven ,  w i j zen  e rop ,  t ezamenme t  d i e  van  ande re  onde rzoeke rs ,  da t  ook  i n  zoogd ie ren  een  o f  mee r  subeen -heden  van  de  be t re f f ende  b i nnenmembraane iw i t t en  doo r  he t  m i t ochond r i a l e  e i -w i t s yn the t i se rend  appa raa t  wo rden  gemaak t .  De  t h i amfen i co lbehande l i ng  i n re r -f e ree r t  n i e t  me t  de  syn these  van  e iw i t t en  d i e  i n  he t  cy top lasma  wo rden  ge -maakt  en vervolgens in het  mi tochondr ia le b innenmembraan worden ingebouwd,zoa l s  cy toch room c  o f  doo r  heE  b i nnenmembraan  heen  ge t ranspo r t ee rd  wo rdennaa r  de  ma t r i x ,  zoa l s  g l u tamaa tdehyd rogenase  (Hoo fds tuk  I I ) .90 9 lE x o c r i m r ' n L e n  m e c  r e í s o i c e r d e  m i t o c l r o n d r i ë n  r r i r  h e l  d r m e n i t l r e e l .  v a n  b e L r J r ) -d e L d e  d i e r e ' u  w e z e n  u i t  d a t  d e  a d e m h a l i n g  i n  a a n w e z i g h e i d  v c n  A D P  ( s t : r t e * 3a d e m h a l i n g )  5 5 2  i s  g e d a a l d  m e t  s u c c i n a a t  e n  4 O Z  m e t  p y r u v a a t  p L u sL - m a l a a t  a l s  s u b s t r a E e n .  v e r q e l e k e n  m e t  d e  w a a r d e n  v a n  c o n t r o l e  d i e r e n .  D e- , , - - i  - ^  . - ^ -  i . .  ^  F , - r -r c l L t r , l r L L t s  v . 1 r r  u E  s u a u c - 3  r O u n r r u t i n g  d o o r  o p l o p e n d e  c o n c e n t r a t i e s  o l i g o m y c i n ehee f t  een  s i g r ' ; r o i daa l  ve r l oop  i n  con t ro l e  r n i t ochond r i ën ,  t e rw i j l  i n  ge ï soLee rde  m i t o -c h o n d r i ë n  u i L  r a t t e n ,  d i e  b e h a n d c l d  z r j n  m e t  t h i a m l e n i c o l ,  d i t  v e r L o o p  I i r - r e a i ri s .  D e  a d e m h a l i n g s c o n t r o l e  i n d i c e s  e n  P : 0  r a t i o ' s  z l j n  v e r g e l i j k b a a r  i n  d et \ . d e e  g r o e p e n  d i e r e n .  B i j  e e n  h o g e r e  d o s i s  t h i a m f e n i c o l  ( 5 0 0  m g  p e r  k g  1 i -c h a a m s g e w i c h t  p e r  d a g )  d a a l t  e c h t e r  o o k  d e  P : O  r a t i o  m e t  s u c c i n a a t  a l s  s u b -s t r a a t  a a n z i e n l i j k  ( 3 2 2 ) .  O e  o n t k o p p e l d e  a d e r n h a l i n g ,  g e ï n d u c e e r d  d o o r  d i n i -t r o f e n o l ,  i s  m e t  3 5 2  a f g e n o r n e n  m e t  s u c c i n a a t  a 1 s  s u b s t r a a t ,  t e r \ r i j 1  d e  s u c -c i n a a t  c y t o c h r o o m  c  r e d u c t . t s e  a c t i v i t e i t  o n v e r a n d e r d  b l i j f t .  I r  w e r d  g e e nremming  van  de  on t koppe lde  ademha l i ng  me t  py ruvaa t  p l us  L -ma laa t  a1s  sub -s t r a t e n  \ t a a r g e n o m e n .  D e  l 2 e i - A t l  u i t w i s s e l i n g s a c t i v i t e i L  i n  d e  r n i t o c h o n d r i ë nvan  de  behande lde  d i e ren  i s  me t  752  ve rm inde rd .  Dezeac t i v i t e i t  r " r r r d t  vo l l ed i gg e r e m d  d o o r  o l i g o m y c i n e .  D u s  a 1 l e e n  h e t  ï e s t e r e n d e  o l i g o m y c i n e g e v o e l i g eA T P a s e  i s  i n  s t a a t  t o t  A T P - s y n t h e s e .  D e  w a a r n e m i n g ,  d a t  d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n gi s  g e r e m d  i n  m j L o c h o n d r i * n  v e n  r a t L c n  d i e  b e h a n d e ) d  z i j n  m e t  L h i a m f e n i c o l ,kan  wo rden  ve rk l aa rd  doo r  aan  t e  nema l  da t  he t  o l i go rnyc inegevoe l i ge  ATPase  he tsne lhe idsbepe rkende  enzym i s  geworden .  r n  de  ge remde  on t koppe lde  ade rnha l i ng ,m e t  h e t  s n e l  g e o x i d e e r d e  s r . r c c i n a a t  a l s  s u b s t r a a ! ,  i s  w a a r s c h i j n l i j k  h e t ,s t e r k  i n  a c t i v i t e i t  v e r m i n d e r d e ,  c y t o c h r o o m  c  o x i d a s e  s n e l h e i d s b e p e r k e n d .T e n e i n d e  n a  t e  g a a n  o f  d e  g e r e m d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n g  i n  g e ï s o l e e r d e  m i t o -c h o n d r i ë n  g e p a a r d  g a r L  m c c  f u n c L i e v e r l i e s  v a n  h e L  o r g a a n ,  w e r d  d e  a d e m h e l i n gi n  g e i s o L e e r d e  c e l l e n  u i t  h e t  e p i t h e e l  v a n  d e  d u n n e  d a r m  g e m e t e n ,  a L s m e d el r e t  a c t i e f  t r a n s p o ï t  v a n  g a L a c t o s e  í r t  i : í t r o  ( e v e r t e d  s a c s )  e n ' n t  - o í , s o  ( 1 u m i -n a l e  p e r f u s i e ) .  H e c  g e m i d d e l d e  v a n  d e  Q 6 ,  w a a r d e n  i n  d e  e p i t h e e L c e l l e n  v a nr a t t e n  d i e  b e h a n d e l d  z i j n  m e t  t t r i a m f e n i c o l  i s  l 5 Z  r a g e r  d a n  d a t  i n  c e l l e nu i t  c o n t r o l e  d i e r e n .  E e n  s i g n i f i c a n t  v e r s c h i l  k o n  e c h t e r  n i e t  w o r d e n  a a n g e -toond .  I n  aanwez ighe id  van  he t  subs t raa t  g l u tam ine  neem l -  de  ade rnha l i ng  me tc i r c a  3 0 2  t o e .  o o k  o n d e r  d e z e  c o n d i t i e s  w a r e n  d e  v e r s c h i l l e n  o n g e v e e r  l 5 2 .B e h a n d e l i n g  v a n  d e  r a t t e n  m e t  t h i a m f e n i c o l  h e e f t  g e e n  e f f e c t  o p  h e t  g a L a c t o -s e t r a n s p o r t  i n  u i t t o ,  t e r w i j l  b i j  l u m i n a L e  p e r f u s i e  a l l e e n  m e t  e e n  h y p e r t o o npe r fus i emed ium de  ga lac tose -  en  Í / r a t e ropname  doo r  de  dunne  da rm  i n  ge r i ngema te  i s  ge remd .  Kenne l i j k  i s  de  rese rve  zo  g roo t  da t  b i j  752  daL ing  van  he !g e h a l t e  a a n  c y t o c h r o o m . f , a 3 ,  c y t o c h r o o m  b  e n  A T p - s y n t h e t . a s e  h e t  o r g a a n  v r i j -w e .(Hcd e 1b r :en2h e ra l sm inATPmemb o db  i n ,Dez td e f :eens c h i7  00 ron t t7201I  ^ L .n i e tb in r'lgemis e e  I1 e e  rd ew i t9 2re1 van behan-ADP ( s ta te -3ruvaa t  p l usr 1 e  d i e r e n .  D e, s  o l i gomyc inee í so lee rde  m i t o -i ' a r ' l ^ ^ n  1 i - o e i ri j kbaa r  i n  derg  pe r  kg  l i -i naa t  a1s  sub -e rd  doo r  d i n i -erwi j  1 de suc-E r  we rd  geenaa t  a l s  sub -e  m i t ochond r i ën: vnrdt volledigegevoe I  igeate-3 ademhal ingth i amfen i co l ,ige ATPase herl de  ademha l i ng ,j n l i j k  h e r ,dsbeperkend.i so l ee rde  rn i t o -d de adernhal ingl en ,  a l smedein oiuo ( lurni -r e I ce l l en  vant  i n  ce l l enworden aange-lmhal ing metrgevee r  l 52 .,  he t  ga lac to -een hypertoonin ger inget ing van hetr r gaan  v r i j -we l  no rmaa l  kan  f unc t i one ren ,  a l t hans  onde r  de  expe r imen te l e  cond i t i es( f t o o r d s t u K  r r l  )  .Z o a l s  o p g e m e r k t  o n t s t a a t  b i j  g e r e m d e  r n i t o c h o n d r i a l e  e i w i t s y n t h e s e  e e nde f i c i en t  ATPase  comp lex  da t  gebonden  i s  aan  he t  m i t ochond r i a l e  b i nnenmem-b raan ,  n i e t  mee r  i n  s t aa t  i s  t o t  ATP  syn these ,  maa r  we l  t o t  ATp  hyd ro -Tene inde  i nz i ch t  k r i j gen  i n  de  aa rd  en  f unc t i e  van  de  subeenheden  van  he tenzymcomp lex  d i e  i n  de  m i t ochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rd  he t  de f i c i en teATPase  comp lex  aan  een  nade re  s tud ie  onde rwo rpen .  Doo r  de  ge r i nge  hoevee l -he id  ma te r i aa l  d i e  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  op leve r t  i s  d i t  wee f se la 1 s  b r o n  v o o r  h e t ,  d o o r  t h i a m f e n i c o l  g e i n d u c e e r d e ,  d e Í i c i e n c e  A T P a s e  c o m p l e xm inde r  gesch i k t .  Daa rom we rd  a l s  sys teem de  regene re rende  l eve r  gekozen .I n  Hoo fds tuk  I I  i s  besch reven  da t  de  enzymak t i v i t e i t  van  he t  de f i c i en teATPase  comp lex  n i e t  mee r  wo rd !  be inv l oed  doo r  r emmers  d i e  aang r i j pen  opmembraangedeeL te  (F6 )  van  he t  enzym,  zoa l s  o l i gomyc ine  en  d i cyc l ohexy l ca r -bod i i r n i de  (DCCD) .  Me t  behu lp  van  recons t i t u t i e -expe r imen ten  kon  wo rden  aan -g e E o o n d  d a t  h e t  A T P a s e  g e d e e l t e  v a n  h e t  e n z y m  ( F 1 )  m e t  d e z e L f d e  a f f i n i t e i tb i n d t  a a n  h e t  n o r m a l e  F o -  e n  h e t  d e f i c i e n t e  F o - g e d e e l t e  ( H o o f d s t u k  I V ) .Deze  waa rnem ing  bood  de  moge l i j khe id  he t  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rdede f i c i en te  ATPase -co rnp lex  en  he t  no rma le  o l i gomyc inegevoe l i ge  comp lex  me teen  i den t i eke  zu i ve r i ngsme thode  t e  i so l e ren .  Me t  behu lp  van  po l yac ry l am idege le l ec t r o fo rese  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aa t  konden  l 2  ve r -sch i l l ende  e iw i t banden  me t  mo lecuu lgew ich ten  va r i ê rend  van  53000  t o t  6  à7  000  wo rden  ge iden t i f i cee rd  i n  he t  ATPase  comp lex .  I n  he t  de f i c i en te  comp lexon tb reken  3  subeenheden  me t  r no lecuu lgew ich ten  van  resp .  25000  (band  6 ) ,22000  (band  7 )  en  9000  (band  10 ) .  D i r  kon  wo rden  aange roond  me t  i n  o i l ol abe l i ngsexpe r imen ten .  De  í n  u íuo  syn these  van  de  ande re  subeenheden  wo rd tn i e t  ge remd  doo r  t h i amfen i co l .  D i t  houd t  i n  da t  deze  subeenheden  i n  he t  cy -t op lasma  wo rden  gesyn the t i see rd  en  vandaa r  t ens lo t t e  i n  he t  m i t ochond r i a l ebinnenmembraan terechtkomen (Hoofdstuk IV) .The  syn these  van  de  DCCD-b indende  subeenhe id ,  d i e  Ln  saccha r ' omaces  ce re -uisíae in de mitochondr iën en i -n Neurospora cyaasa in het  cytoplasma wordtgemaak t ,  v i nd t  i n  de  ra t  p l aa t s  i n  he t  cy top lasma .  Deze  conc lus i e  i s  geba -see rd  op  de  waa rnem ing  da t  r ad ioac t i e f  DCCD,  na  i ncuba t i e  me t  he t  ge i so -l ee rde  ATPase  comp lex ,  geassoc iee rd  i s  meE  de  7000  Ma  band  l l  en  voo ra l  me tde  14000  M t  band  8 ,  d i e  waa rsch i j n l i j k  de  d ime ren  van  he t  DCCD-b indende  e i -w i t  beva t .  Zowe l  band  I 1  a l s  band  8  wo rden  no rmaa l  gesyn the t i see rd  en  ge -92 9 3assembleerd r4ranneer de mitochondr ia le e iwi tsynthese geremd is door th iamfe-n i co l .  Tevens  b i nden  subm i tochond r i a l e  pa r t i ke l s ,  ge ï so lee rd  u i t  de  regene -rerende lever van rat ten die behandeld z i jn met th iamfenicol ,  teminste even-vee l  DCCD a l s  con t ro l e  subm i tochond r i a l e  pa r t i c l es ,  ondanks  de  ve rhoogderes i s t en t i e  van  de  ATPase  t egen  DCCD.  Ook  o l i gomyc ine ,  da t  moge l i j k  aan  de -ze l f d .e  subeenhe id  b i nd t  a l s  DCCD,  wo rd t  pe r  eenhe id  t o ta l e  ATPase  ac t i v i t e i tin dezel fde mat.e gebonden aan geisoleerde mitochondr iën ui t  het  dunne darm-epi theel  van contro le-  en met th iamfenicol  behandelde dieren.  Dus de onge-voel igheid van heË def iente ATPase-complex voor renuning door o l igomycine enDCCD wordt  n iet  veroorzaakt  door het  ontbreken van bindingseiwi t ten voordeze remmers,  maar door de afwezigheid van één of  meer subeenheden, d ieop andere wi jze betrokken z i jn b i j  de DCCD- en ol igomycinegevoel igheid vanhe t  ATPase -comp lex  (Hoo fds tuk  V ) .Teneinde nê te gaan of  de subeenheden 6,  7 en l0 (Hoofdstuk IV) in dem i tochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rden  de  í n  o i t y , o ,  doo r  ge ï so lee rde  m i t o -chond r i ën  gesyn the t i see rde ,  r ad ioac t i e f  ge labe lde  po l ypep t i den  op  po l yac ry l -am ide  ge l s  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aaE  gesche iden  en  z i ch t -baa r  gemaak t  m idde l s  au to rad iog ra f i e .  M ins tens  v i j f  po l ypep t i den ,  me t  mo le -cuu lgew ich ten  va r i i i r end  van  42000  Ëo t  l 9  000 ,  genummerd  I -V ,  konden  wo rdenge iden t i f i cee rd .  Van  de  po l ypep t i den  I I I  en  IV  z i j n  de  mo lecuu lgew ich teniden t i ek  aan  d i e  van  de  subeenheden  i n  de  banden  6  r esp .  7 .  Po l ypep t i de  IVi s  bovend ien  ve r r i j k t  i n  een  gezu i ve rde  ATPase  f r ac t i e ;  po l ypep t i de  I I Iwordt  ín t t í tz ,o níet  in het  ATPase complex geassembleerd.  Geconcludeerd wordtdat  de mitochondr iën tenminste één en zeer r . raarschi jn l i jk  twee. subeenheden(M,  r esp .  22000  en  25000 )  van  he t  ATPase  comp lex  syn the t i se ren  en  da t  de  3eon tb rekende  subeenhe id  i n  he t ,  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rde ,  de f i c i en tecomplex in het  cytoplasma wordt  gemaakt maar n iet  wordt  geassembleerd onderdeze  cond i t i es  i n  he t  ATPase  comp lex .  Band  7  beva r  waa rsch i j n l i j k  2  subeen -heden: één waarvan de synthese in de mitochondr iên plaarsvindE en één (heto l i gomyc in  sens i t i v i t y  con fe r r i ng  p ro re i n  (OSCp) )  d i e  i n  he t  cy top lasmaword t  gesyn the t i see rd  (Hoo fds tuk  V I ) .De  resu l t a ten  van  de  expe r imen ten  Èezamen  wo rden .  i n  Hoo fds tuk  V I I  bed i s -cussieerd in het  l icht  van Mitchel l rs  chemiosmot ische theor ie van de oxi-da t i eve  f os fo r y l e r i ng .  Tevens  wo rd t ,  s t i l  ges taan  b i j  de  v raag  r ^Taa rom ce l l eneen kennel i jke overmaat aan ademhal ingscomponenten bezi t ten.  De aandachtwo rd t  geves t i gd  op  he t  f e i t  da t  bepaa lde  p rocessen  i n  m i t ochond r i ën  aanosc i l l a t i es  onde rhev ig  z i j n ,o/,

Dutch

University of Groningen Research Database

  
 University of Groningen
Impairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspects
Jong, Luitzen de
IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from
it. Please check the document version below.
Document Version
Publisher's PDF, also known as Version of record
Publication date:
1979
Link to publication in University of Groningen/UMCG research database
Citation for published version (APA):
Jong, L. D. (1979). Impairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspects s.n.
Copyright
Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the
author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).
Take-down policy
If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately
and investigate your claim.
Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the
number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.
Download date: 11-02-2018
transport and energA
,  E .  a n d  S l a t e r ,  E . C . ,
s  t e  r dam.
È . A r n s t .  P r o c .  S e r ,  C
'.datíue 
and photosAn-
l .
9 7 8 )  P r o c .  N a r l .
S i g r i s t - N e 1 s o n ,  K .
. , 2 3 7 5 - 2 3 7 8 .
A c t a  3 4 5 ,  2 4 5 - 2 6 0 ,
k e r ,  L .  ( 1 9 6 9 )  A r c h .
c i .  u s A  7 1 ,  2 1 1 8 - 2 1 2 2 .
5 3 , 7 2 6 2 - 7 2 6 8 .
SAIqENVATTING
I n  v r i j w e l  a 1 l e  d i e r l i j k e  e n  p L a n r a a r d i g e  c e 1 1 e n  k o m e n  m i t o c h o n d r i ê n  v o o r .
M i t ochond r i ën  z i j n  s t r uc tu ren  d i e  omgeven  z i j n  doo r  een  dubbe le  membraan  en
d ie  de  ene rg ievoo rz i en ing  van  de  ce l  ve r zo rgen .  Een  ce l  kan  he t  dan  ook  n i e t
zonde r  goed  f unc t i one rende  m i t ochond r i ën  s te l l en .  M i t ochond r i ên  kunnen  ze l f
e e n  a a n t a l  e i w i t t e n  m a k e n .  D e z e  e i w i t s y n t h e s e  w o r d t  s p e c i f i e k  g e r e m d  d o o r
een  aan ta l  s t o f f en  d i e  ook  de  e iw i t s yn these  i n  bac te r i ën  remmen ,  maa r  d i e  de
e i w i t s y n t h e s e  i n  d e  c e r  z e r f  o n g e m o e i d  l a r e n .  D e r g e l i j k e  s t o f f e n  z i j n  b i j -
v o o r b e e l d  E e t r a c y c l i n e ,  c h l o o r a m I e n i c o l  e n  t h i a m f e n i c o l .  A I  d e z e  a n t i b i o t i c a
v i n d e n  k l i n i s c h e  t o e p a s s i n g  t e r  b e s t r i j d i n g  o f  p r e v e n t i e  v a n  i n f e c E i e s .  r n
Hoo fds tuk  I I  i s  besch reven  i n  hoeve r re  behande l i ng  van  ra t t en  me t  t h i am-
fen i co l  i n v l oed  hee f t  op  he t  f unc t i one ren  van  rn i t ochond r i ën .  Deze  onde rzoe -
k i ngen  z i j n  gedaan  i n  hec  wee fse l  da t  de  da rmwand  bek leed t ,  heE  da rmep i t hee l ,
omda t  j u i s t  d i t  wee f se l  voo rEdu rend  en  me t  hoge  sne lhe id  wo rd t  ve rn i euwd  en
d u s  e e n  a c t i e v e  e i w i t s y n t h e s e  h e e f t .
B i j  behande l i ng  van  ï a t t en  me t  t h i amfen io l ,  i n  een  dos i s  van  125  mg  pe r
kg  l i chaamsgew ich t  pe r  dag ,  daa l t  na  2 [  dag  he t  geha l t e  aan  cy toch room c i a3
en  cy toch room b  i n  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  to t  c i r ca  257 "  van  de  no r -
ma le  waa rden .  Tevens  \ do rd t  de  m i t ochond r i a l e  ATpase  ac t i v i t e i t  ongevoe l i g
voo r  r emming  doo r  o l i gomyc ine .  He t  i s  bekend  dac  i n  de  l age re  euka ryo ten
saccharornyces ce?eDis iae en Neurospor la cr lassa een of  meer subeenheden van
de  cyEoch romen  aa3  en  b  en  van  he t  m i t ochond r i a l e  ATpase  comp lex  i n  de  m i t o -
chond r i ên  wo rden  gemaak t  en  zee r  waa rsch i j n l i j k  wo rden  gecodee rd  doo r  he t
m iEochond r i a l e  DNA,  De  p roeven ,  t o t  nu  t oe  besch reven ,  w i j zen  e rop ,  t ezamen
me t  d i e  van  ande re  onde rzoeke rs ,  da t  ook  i n  zoogd ie ren  een  o f  mee r  subeen -
heden  van  de  be t re f f ende  b i nnenmembraane iw i t t en  doo r  he t  m i t ochond r i a l e  e i -
w i t s yn the t i se rend  appa raa t  wo rden  gemaak t .  De  t h i amfen i co lbehande l i ng  i n re r -
f e ree r t  n i e t  me t  de  syn these  van  e iw i t t en  d i e  i n  he t  cy top lasma  wo rden  ge -
maakt  en vervolgens in het  mi tochondr ia le b innenmembraan worden ingebouwd,
zoa l s  cy toch room c  o f  doo r  heE  b i nnenmembraan  heen  ge t ranspo r t ee rd  wo rden
naa r  de  ma t r i x ,  zoa l s  g l u tamaa tdehyd rogenase  (Hoo fds tuk  I I ) .
90 9 l
E x o c r i m r ' n L e n  m e c  r e í s o i c e r d e  m i t o c l r o n d r i ë n  r r i r  h e l  d r m e n i t l r e e l .  v a n  b e L r J r ) -
d e L d e  d i e r e ' u  w e z e n  u i t  d a t  d e  a d e m h a l i n g  i n  a a n w e z i g h e i d  v c n  A D P  ( s t : r t e * 3
a d e m h a l i n g )  5 5 2  i s  g e d a a l d  m e t  s u c c i n a a t  e n  4 O Z  m e t  p y r u v a a t  p L u s
L - m a l a a t  a l s  s u b s t r a E e n .  v e r q e l e k e n  m e t  d e  w a a r d e n  v a n  c o n t r o l e  d i e r e n .  D e
- , , - - i  - ^  . - ^ -  i . .  ^  F , - r -r c l L t r , l r L L t s  v . 1 r r  u E  s u a u c - 3  r O u n r r u t i n g  d o o r  o p l o p e n d e  c o n c e n t r a t i e s  o l i g o m y c i n e
hee f t  een  s i g r ' ; r o i daa l  ve r l oop  i n  con t ro l e  r n i t ochond r i ën ,  t e rw i j l  i n  ge ï soLee rde  m i t o -
c h o n d r i ë n  u i L  r a t t e n ,  d i e  b e h a n d c l d  z r j n  m e t  t h i a m l e n i c o l ,  d i t  v e r L o o p  I i r - r e a i r
i s .  D e  a d e m h a l i n g s c o n t r o l e  i n d i c e s  e n  P : 0  r a t i o ' s  z l j n  v e r g e l i j k b a a r  i n  d e
t \ . d e e  g r o e p e n  d i e r e n .  B i j  e e n  h o g e r e  d o s i s  t h i a m f e n i c o l  ( 5 0 0  m g  p e r  k g  1 i -
c h a a m s g e w i c h t  p e r  d a g )  d a a l t  e c h t e r  o o k  d e  P : O  r a t i o  m e t  s u c c i n a a t  a l s  s u b -
s t r a a t  a a n z i e n l i j k  ( 3 2 2 ) .  O e  o n t k o p p e l d e  a d e r n h a l i n g ,  g e ï n d u c e e r d  d o o r  d i n i -
t r o f e n o l ,  i s  m e t  3 5 2  a f g e n o r n e n  m e t  s u c c i n a a t  a 1 s  s u b s t r a a t ,  t e r \ r i j 1  d e  s u c -
c i n a a t  c y t o c h r o o m  c  r e d u c t . t s e  a c t i v i t e i t  o n v e r a n d e r d  b l i j f t .  I r  w e r d  g e e n
remming  van  de  on t koppe lde  ademha l i ng  me t  py ruvaa t  p l us  L -ma laa t  a1s  sub -
s t r a t e n  \ t a a r g e n o m e n .  D e  l 2 e i - A t l  u i t w i s s e l i n g s a c t i v i t e i L  i n  d e  r n i t o c h o n d r i ë n
van  de  behande lde  d i e ren  i s  me t  752  ve rm inde rd .  Dezeac t i v i t e i t  r " r r r d t  vo l l ed i g
g e r e m d  d o o r  o l i g o m y c i n e .  D u s  a 1 l e e n  h e t  ï e s t e r e n d e  o l i g o m y c i n e g e v o e l i g e
A T P a s e  i s  i n  s t a a t  t o t  A T P - s y n t h e s e .  D e  w a a r n e m i n g ,  d a t  d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n g
i s  g e r e m d  i n  m j L o c h o n d r i * n  v e n  r a t L c n  d i e  b e h a n d e ) d  z i j n  m e t  L h i a m f e n i c o l ,
kan  wo rden  ve rk l aa rd  doo r  aan  t e  nema l  da t  he t  o l i go rnyc inegevoe l i ge  ATPase  he t
sne lhe idsbepe rkende  enzym i s  geworden .  r n  de  ge remde  on t koppe lde  ade rnha l i ng ,
m e t  h e t  s n e l  g e o x i d e e r d e  s r . r c c i n a a t  a l s  s u b s t r a a ! ,  i s  w a a r s c h i j n l i j k  h e t ,
s t e r k  i n  a c t i v i t e i t  v e r m i n d e r d e ,  c y t o c h r o o m  c  o x i d a s e  s n e l h e i d s b e p e r k e n d .
T e n e i n d e  n a  t e  g a a n  o f  d e  g e r e m d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n g  i n  g e ï s o l e e r d e  m i t o -
c h o n d r i ë n  g e p a a r d  g a r L  m c c  f u n c L i e v e r l i e s  v a n  h e L  o r g a a n ,  w e r d  d e  a d e m h e l i n g
i n  g e i s o L e e r d e  c e l l e n  u i t  h e t  e p i t h e e l  v a n  d e  d u n n e  d a r m  g e m e t e n ,  a L s m e d e
l r e t  a c t i e f  t r a n s p o ï t  v a n  g a L a c t o s e  í r t  i : í t r o  ( e v e r t e d  s a c s )  e n ' n t  - o í , s o  ( 1 u m i -
n a l e  p e r f u s i e ) .  H e c  g e m i d d e l d e  v a n  d e  Q 6 ,  w a a r d e n  i n  d e  e p i t h e e L c e l l e n  v a n
r a t t e n  d i e  b e h a n d e l d  z i j n  m e t  t t r i a m f e n i c o l  i s  l 5 Z  r a g e r  d a n  d a t  i n  c e l l e n
u i t  c o n t r o l e  d i e r e n .  E e n  s i g n i f i c a n t  v e r s c h i l  k o n  e c h t e r  n i e t  w o r d e n  a a n g e -
toond .  I n  aanwez ighe id  van  he t  subs t raa t  g l u tam ine  neem l -  de  ade rnha l i ng  me t
c i r c a  3 0 2  t o e .  o o k  o n d e r  d e z e  c o n d i t i e s  w a r e n  d e  v e r s c h i l l e n  o n g e v e e r  l 5 2 .
B e h a n d e l i n g  v a n  d e  r a t t e n  m e t  t h i a m f e n i c o l  h e e f t  g e e n  e f f e c t  o p  h e t  g a L a c t o -
s e t r a n s p o r t  i n  u i t t o ,  t e r w i j l  b i j  l u m i n a L e  p e r f u s i e  a l l e e n  m e t  e e n  h y p e r t o o n
pe r fus i emed ium de  ga lac tose -  en  Í / r a t e ropname  doo r  de  dunne  da rm  i n  ge r i nge
ma te  i s  ge remd .  Kenne l i j k  i s  de  rese rve  zo  g roo t  da t  b i j  752  daL ing  van  he !
g e h a l t e  a a n  c y t o c h r o o m . f , a 3 ,  c y t o c h r o o m  b  e n  A T p - s y n t h e t . a s e  h e t  o r g a a n  v r i j -
w e .
(Hc
d e 1
b r :
en2
h e r
a l s
m in
ATP
mem
b o d
b  i n ,
Dez t
d e f :
een
s c h i
7  00 r
on t t
7201
I  ^ L .
n i e t
b in r
'l
gemi
s e e  I
1 e e  r
d e
w i t
9 2
re1 van behan-
ADP ( s ta te -3
ruvaa t  p l us
r 1 e  d i e r e n .  D e
, s  o l i gomyc ine
e í so lee rde  m i t o -
i ' a r ' l ^ ^ n  1 i - o e i r
i j kbaa r  i n  de
rg  pe r  kg  l i -
i naa t  a1s  sub -
e rd  doo r  d i n i -
erwi j  1 de suc-
E r  we rd  geen
aa t  a l s  sub -
e  m i t ochond r i ën
: vnrdt volledig
egevoe I  ige
ate-3 ademhal ing
th i amfen i co l ,
ige ATPase her
l de  ademha l i ng ,
j n l i j k  h e r ,
dsbeperkend.
i so l ee rde  rn i t o -
d de adernhal ing
l en ,  a l smede
in oiuo ( lurni -
r e I ce l l en  van
t  i n  ce l l en
worden aange-
lmhal ing met
rgevee r  l 52 .
,  he t  ga lac to -
een hypertoon
in ger inge
t ing van het
r r gaan  v r i j -
we l  no rmaa l  kan  f unc t i one ren ,  a l t hans  onde r  de  expe r imen te l e  cond i t i es
( f t o o r d s t u K  r r l  )  .
Z o a l s  o p g e m e r k t  o n t s t a a t  b i j  g e r e m d e  r n i t o c h o n d r i a l e  e i w i t s y n t h e s e  e e n
de f i c i en t  ATPase  comp lex  da t  gebonden  i s  aan  he t  m i t ochond r i a l e  b i nnenmem-
b raan ,  n i e t  mee r  i n  s t aa t  i s  t o t  ATP  syn these ,  maa r  we l  t o t  ATp  hyd ro -
Tene inde  i nz i ch t  k r i j gen  i n  de  aa rd  en  f unc t i e  van  de  subeenheden  van  he t
enzymcomp lex  d i e  i n  de  m i t ochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rd  he t  de f i c i en te
ATPase  comp lex  aan  een  nade re  s tud ie  onde rwo rpen .  Doo r  de  ge r i nge  hoevee l -
he id  ma te r i aa l  d i e  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  op leve r t  i s  d i t  wee f se l
a 1 s  b r o n  v o o r  h e t ,  d o o r  t h i a m f e n i c o l  g e i n d u c e e r d e ,  d e Í i c i e n c e  A T P a s e  c o m p l e x
m inde r  gesch i k t .  Daa rom we rd  a l s  sys teem de  regene re rende  l eve r  gekozen .
I n  Hoo fds tuk  I I  i s  besch reven  da t  de  enzymak t i v i t e i t  van  he t  de f i c i en te
ATPase  comp lex  n i e t  mee r  wo rd !  be inv l oed  doo r  r emmers  d i e  aang r i j pen  op
membraangedeeL te  (F6 )  van  he t  enzym,  zoa l s  o l i gomyc ine  en  d i cyc l ohexy l ca r -
bod i i r n i de  (DCCD) .  Me t  behu lp  van  recons t i t u t i e -expe r imen ten  kon  wo rden  aan -
g e E o o n d  d a t  h e t  A T P a s e  g e d e e l t e  v a n  h e t  e n z y m  ( F 1 )  m e t  d e z e L f d e  a f f i n i t e i t
b i n d t  a a n  h e t  n o r m a l e  F o -  e n  h e t  d e f i c i e n t e  F o - g e d e e l t e  ( H o o f d s t u k  I V ) .
Deze  waa rnem ing  bood  de  moge l i j khe id  he t  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rde
de f i c i en te  ATPase -co rnp lex  en  he t  no rma le  o l i gomyc inegevoe l i ge  comp lex  me t
een  i den t i eke  zu i ve r i ngsme thode  t e  i so l e ren .  Me t  behu lp  van  po l yac ry l am ide
ge le l ec t r o fo rese  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aa t  konden  l 2  ve r -
sch i l l ende  e iw i t banden  me t  mo lecuu lgew ich ten  va r i ê rend  van  53000  t o t  6  à
7  000  wo rden  ge iden t i f i cee rd  i n  he t  ATPase  comp lex .  I n  he t  de f i c i en te  comp lex
on tb reken  3  subeenheden  me t  r no lecuu lgew ich ten  van  resp .  25000  (band  6 ) ,
22000  (band  7 )  en  9000  (band  10 ) .  D i r  kon  wo rden  aange roond  me t  i n  o i l o
l abe l i ngsexpe r imen ten .  De  í n  u íuo  syn these  van  de  ande re  subeenheden  wo rd t
n i e t  ge remd  doo r  t h i amfen i co l .  D i t  houd t  i n  da t  deze  subeenheden  i n  he t  cy -
t op lasma  wo rden  gesyn the t i see rd  en  vandaa r  t ens lo t t e  i n  he t  m i t ochond r i a l e
binnenmembraan terechtkomen (Hoofdstuk IV) .
The  syn these  van  de  DCCD-b indende  subeenhe id ,  d i e  Ln  saccha r ' omaces  ce re -
uisíae in de mitochondr iën en i -n Neurospora cyaasa in het  cytoplasma wordt
gemaak t ,  v i nd t  i n  de  ra t  p l aa t s  i n  he t  cy top lasma .  Deze  conc lus i e  i s  geba -
see rd  op  de  waa rnem ing  da t  r ad ioac t i e f  DCCD,  na  i ncuba t i e  me t  he t  ge i so -
l ee rde  ATPase  comp lex ,  geassoc iee rd  i s  meE  de  7000  Ma  band  l l  en  voo ra l  me t
de  14000  M t  band  8 ,  d i e  waa rsch i j n l i j k  de  d ime ren  van  he t  DCCD-b indende  e i -
w i t  beva t .  Zowe l  band  I 1  a l s  band  8  wo rden  no rmaa l  gesyn the t i see rd  en  ge -
92 9 3
assembleerd r4ranneer de mitochondr ia le e iwi tsynthese geremd is door th iamfe-
n i co l .  Tevens  b i nden  subm i tochond r i a l e  pa r t i ke l s ,  ge ï so lee rd  u i t  de  regene -
rerende lever van rat ten die behandeld z i jn met th iamfenicol ,  teminste even-
vee l  DCCD a l s  con t ro l e  subm i tochond r i a l e  pa r t i c l es ,  ondanks  de  ve rhoogde
res i s t en t i e  van  de  ATPase  t egen  DCCD.  Ook  o l i gomyc ine ,  da t  moge l i j k  aan  de -
ze l f d .e  subeenhe id  b i nd t  a l s  DCCD,  wo rd t  pe r  eenhe id  t o ta l e  ATPase  ac t i v i t e i t
in dezel fde mat.e gebonden aan geisoleerde mitochondr iën ui t  het  dunne darm-
epi theel  van contro le-  en met th iamfenicol  behandelde dieren.  Dus de onge-
voel igheid van heË def iente ATPase-complex voor renuning door o l igomycine en
DCCD wordt  n iet  veroorzaakt  door het  ontbreken van bindingseiwi t ten voor
deze remmers,  maar door de afwezigheid van één of  meer subeenheden, d ie
op andere wi jze betrokken z i jn b i j  de DCCD- en ol igomycinegevoel igheid van
he t  ATPase -comp lex  (Hoo fds tuk  V ) .
Teneinde nê te gaan of  de subeenheden 6,  7 en l0 (Hoofdstuk IV) in de
m i tochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rden  de  í n  o i t y , o ,  doo r  ge ï so lee rde  m i t o -
chond r i ën  gesyn the t i see rde ,  r ad ioac t i e f  ge labe lde  po l ypep t i den  op  po l yac ry l -
am ide  ge l s  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aaE  gesche iden  en  z i ch t -
baa r  gemaak t  m idde l s  au to rad iog ra f i e .  M ins tens  v i j f  po l ypep t i den ,  me t  mo le -
cuu lgew ich ten  va r i i i r end  van  42000  Ëo t  l 9  000 ,  genummerd  I -V ,  konden  wo rden
ge iden t i f i cee rd .  Van  de  po l ypep t i den  I I I  en  IV  z i j n  de  mo lecuu lgew ich ten
iden t i ek  aan  d i e  van  de  subeenheden  i n  de  banden  6  r esp .  7 .  Po l ypep t i de  IV
i s  bovend ien  ve r r i j k t  i n  een  gezu i ve rde  ATPase  f r ac t i e ;  po l ypep t i de  I I I
wordt  ín t t í tz ,o níet  in het  ATPase complex geassembleerd.  Geconcludeerd wordt
dat  de mitochondr iën tenminste één en zeer r . raarschi jn l i jk  twee. subeenheden
(M,  r esp .  22000  en  25000 )  van  he t  ATPase  comp lex  syn the t i se ren  en  da t  de  3e
on tb rekende  subeenhe id  i n  he t ,  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rde ,  de f i c i en te
complex in het  cytoplasma wordt  gemaakt maar n iet  wordt  geassembleerd onder
deze  cond i t i es  i n  he t  ATPase  comp lex .  Band  7  beva r  waa rsch i j n l i j k  2  subeen -
heden: één waarvan de synthese in de mitochondr iên plaarsvindE en één (het
o l i gomyc in  sens i t i v i t y  con fe r r i ng  p ro re i n  (OSCp) )  d i e  i n  he t  cy top lasma
word t  gesyn the t i see rd  (Hoo fds tuk  V I ) .
De  resu l t a ten  van  de  expe r imen ten  Èezamen  wo rden .  i n  Hoo fds tuk  V I I  bed i s -
cussieerd in het  l icht  van Mitchel l rs  chemiosmot ische theor ie van de oxi-
da t i eve  f os fo r y l e r i ng .  Tevens  wo rd t ,  s t i l  ges taan  b i j  de  v raag  r ^Taa rom ce l l en
een kennel i jke overmaat aan ademhal ingscomponenten bezi t ten.  De aandacht
wo rd t  geves t i gd  op  he t  f e i t  da t  bepaa lde  p rocessen  i n  m i t ochond r i ën  aan
osc i l l a t i es  onde rhev ig  z i j n ,
o/,


   University of GroningenImpairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspectsJong, Luitzen deIMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite fromit. Please check the document version below.Document VersionPublisher's PDF, also known as Version of recordPublication date:1979Link to publication in University of Groningen/UMCG research databaseCitation for published version (APA):Jong, L. D. (1979). Impairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspects. s.n.CopyrightOther than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of theauthor(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).The publication may also be distributed here under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license.More information can be found on the University of Groningen website: https://www.rug.nl/library/open-access/self-archiving-pure/taverne-amendment.Take-down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediatelyand investigate your claim.Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons thenumber of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.Download date: 16-07-2023transport and energA,  E .  a n d  S l a t e r ,  E . C . ,s  t e  r dam.È . A r n s t .  P r o c .  S e r ,  C'.datíue and photosAn-l .9 7 8 )  P r o c .  N a r l .S i g r i s t - N e 1 s o n ,  K .. , 2 3 7 5 - 2 3 7 8 .A c t a  3 4 5 ,  2 4 5 - 2 6 0 ,k e r ,  L .  ( 1 9 6 9 )  A r c h .c i .  u s A  7 1 ,  2 1 1 8 - 2 1 2 2 .5 3 , 7 2 6 2 - 7 2 6 8 .SAIqENVATTINGI n  v r i j w e l  a 1 l e  d i e r l i j k e  e n  p L a n r a a r d i g e  c e 1 1 e n  k o m e n  m i t o c h o n d r i ê n  v o o r .M i t ochond r i ën  z i j n  s t r uc tu ren  d i e  omgeven  z i j n  doo r  een  dubbe le  membraan  end ie  de  ene rg ievoo rz i en ing  van  de  ce l  ve r zo rgen .  Een  ce l  kan  he t  dan  ook  n i e tzonde r  goed  f unc t i one rende  m i t ochond r i ën  s te l l en .  M i t ochond r i ên  kunnen  ze l fe e n  a a n t a l  e i w i t t e n  m a k e n .  D e z e  e i w i t s y n t h e s e  w o r d t  s p e c i f i e k  g e r e m d  d o o reen  aan ta l  s t o f f en  d i e  ook  de  e iw i t s yn these  i n  bac te r i ën  remmen ,  maa r  d i e  dee i w i t s y n t h e s e  i n  d e  c e r  z e r f  o n g e m o e i d  l a r e n .  D e r g e l i j k e  s t o f f e n  z i j n  b i j -v o o r b e e l d  E e t r a c y c l i n e ,  c h l o o r a m I e n i c o l  e n  t h i a m f e n i c o l .  A I  d e z e  a n t i b i o t i c av i n d e n  k l i n i s c h e  t o e p a s s i n g  t e r  b e s t r i j d i n g  o f  p r e v e n t i e  v a n  i n f e c E i e s .  r nHoo fds tuk  I I  i s  besch reven  i n  hoeve r re  behande l i ng  van  ra t t en  me t  t h i am-fen i co l  i n v l oed  hee f t  op  he t  f unc t i one ren  van  rn i t ochond r i ën .  Deze  onde rzoe -k i ngen  z i j n  gedaan  i n  hec  wee fse l  da t  de  da rmwand  bek leed t ,  heE  da rmep i t hee l ,omda t  j u i s t  d i t  wee f se l  voo rEdu rend  en  me t  hoge  sne lhe id  wo rd t  ve rn i euwd  end u s  e e n  a c t i e v e  e i w i t s y n t h e s e  h e e f t .B i j  behande l i ng  van  ï a t t en  me t  t h i amfen io l ,  i n  een  dos i s  van  125  mg  pe rkg  l i chaamsgew ich t  pe r  dag ,  daa l t  na  2 [  dag  he t  geha l t e  aan  cy toch room c i a3en  cy toch room b  i n  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  to t  c i r ca  257 "  van  de  no r -ma le  waa rden .  Tevens  \ do rd t  de  m i t ochond r i a l e  ATpase  ac t i v i t e i t  ongevoe l i gvoo r  r emming  doo r  o l i gomyc ine .  He t  i s  bekend  dac  i n  de  l age re  euka ryo tensaccharornyces ce?eDis iae en Neurospor la cr lassa een of  meer subeenheden vande  cyEoch romen  aa3  en  b  en  van  he t  m i t ochond r i a l e  ATpase  comp lex  i n  de  m i t o -chond r i ên  wo rden  gemaak t  en  zee r  waa rsch i j n l i j k  wo rden  gecodee rd  doo r  he tm iEochond r i a l e  DNA,  De  p roeven ,  t o t  nu  t oe  besch reven ,  w i j zen  e rop ,  t ezamenme t  d i e  van  ande re  onde rzoeke rs ,  da t  ook  i n  zoogd ie ren  een  o f  mee r  subeen -heden  van  de  be t re f f ende  b i nnenmembraane iw i t t en  doo r  he t  m i t ochond r i a l e  e i -w i t s yn the t i se rend  appa raa t  wo rden  gemaak t .  De  t h i amfen i co lbehande l i ng  i n re r -f e ree r t  n i e t  me t  de  syn these  van  e iw i t t en  d i e  i n  he t  cy top lasma  wo rden  ge -maakt  en vervolgens in het  mi tochondr ia le b innenmembraan worden ingebouwd,zoa l s  cy toch room c  o f  doo r  heE  b i nnenmembraan  heen  ge t ranspo r t ee rd  wo rdennaa r  de  ma t r i x ,  zoa l s  g l u tamaa tdehyd rogenase  (Hoo fds tuk  I I ) .90 9 lE x o c r i m r ' n L e n  m e c  r e í s o i c e r d e  m i t o c l r o n d r i ë n  r r i r  h e l  d r m e n i t l r e e l .  v a n  b e L r J r ) -d e L d e  d i e r e ' u  w e z e n  u i t  d a t  d e  a d e m h a l i n g  i n  a a n w e z i g h e i d  v c n  A D P  ( s t : r t e * 3a d e m h a l i n g )  5 5 2  i s  g e d a a l d  m e t  s u c c i n a a t  e n  4 O Z  m e t  p y r u v a a t  p L u sL - m a l a a t  a l s  s u b s t r a E e n .  v e r q e l e k e n  m e t  d e  w a a r d e n  v a n  c o n t r o l e  d i e r e n .  D e- , , - - i  - ^  . - ^ -  i . .  ^  F , - r -r c l L t r , l r L L t s  v . 1 r r  u E  s u a u c - 3  r O u n r r u t i n g  d o o r  o p l o p e n d e  c o n c e n t r a t i e s  o l i g o m y c i n ehee f t  een  s i g r ' ; r o i daa l  ve r l oop  i n  con t ro l e  r n i t ochond r i ën ,  t e rw i j l  i n  ge ï soLee rde  m i t o -c h o n d r i ë n  u i L  r a t t e n ,  d i e  b e h a n d c l d  z r j n  m e t  t h i a m l e n i c o l ,  d i t  v e r L o o p  I i r - r e a i ri s .  D e  a d e m h a l i n g s c o n t r o l e  i n d i c e s  e n  P : 0  r a t i o ' s  z l j n  v e r g e l i j k b a a r  i n  d et \ . d e e  g r o e p e n  d i e r e n .  B i j  e e n  h o g e r e  d o s i s  t h i a m f e n i c o l  ( 5 0 0  m g  p e r  k g  1 i -c h a a m s g e w i c h t  p e r  d a g )  d a a l t  e c h t e r  o o k  d e  P : O  r a t i o  m e t  s u c c i n a a t  a l s  s u b -s t r a a t  a a n z i e n l i j k  ( 3 2 2 ) .  O e  o n t k o p p e l d e  a d e r n h a l i n g ,  g e ï n d u c e e r d  d o o r  d i n i -t r o f e n o l ,  i s  m e t  3 5 2  a f g e n o r n e n  m e t  s u c c i n a a t  a 1 s  s u b s t r a a t ,  t e r \ r i j 1  d e  s u c -c i n a a t  c y t o c h r o o m  c  r e d u c t . t s e  a c t i v i t e i t  o n v e r a n d e r d  b l i j f t .  I r  w e r d  g e e nremming  van  de  on t koppe lde  ademha l i ng  me t  py ruvaa t  p l us  L -ma laa t  a1s  sub -s t r a t e n  \ t a a r g e n o m e n .  D e  l 2 e i - A t l  u i t w i s s e l i n g s a c t i v i t e i L  i n  d e  r n i t o c h o n d r i ë nvan  de  behande lde  d i e ren  i s  me t  752  ve rm inde rd .  Dezeac t i v i t e i t  r " r r r d t  vo l l ed i gg e r e m d  d o o r  o l i g o m y c i n e .  D u s  a 1 l e e n  h e t  ï e s t e r e n d e  o l i g o m y c i n e g e v o e l i g eA T P a s e  i s  i n  s t a a t  t o t  A T P - s y n t h e s e .  D e  w a a r n e m i n g ,  d a t  d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n gi s  g e r e m d  i n  m j L o c h o n d r i * n  v e n  r a t L c n  d i e  b e h a n d e ) d  z i j n  m e t  L h i a m f e n i c o l ,kan  wo rden  ve rk l aa rd  doo r  aan  t e  nema l  da t  he t  o l i go rnyc inegevoe l i ge  ATPase  he tsne lhe idsbepe rkende  enzym i s  geworden .  r n  de  ge remde  on t koppe lde  ade rnha l i ng ,m e t  h e t  s n e l  g e o x i d e e r d e  s r . r c c i n a a t  a l s  s u b s t r a a ! ,  i s  w a a r s c h i j n l i j k  h e t ,s t e r k  i n  a c t i v i t e i t  v e r m i n d e r d e ,  c y t o c h r o o m  c  o x i d a s e  s n e l h e i d s b e p e r k e n d .T e n e i n d e  n a  t e  g a a n  o f  d e  g e r e m d e  s t a t e - 3  a d e m h a l i n g  i n  g e ï s o l e e r d e  m i t o -c h o n d r i ë n  g e p a a r d  g a r L  m c c  f u n c L i e v e r l i e s  v a n  h e L  o r g a a n ,  w e r d  d e  a d e m h e l i n gi n  g e i s o L e e r d e  c e l l e n  u i t  h e t  e p i t h e e l  v a n  d e  d u n n e  d a r m  g e m e t e n ,  a L s m e d el r e t  a c t i e f  t r a n s p o ï t  v a n  g a L a c t o s e  í r t  i : í t r o  ( e v e r t e d  s a c s )  e n ' n t  - o í , s o  ( 1 u m i -n a l e  p e r f u s i e ) .  H e c  g e m i d d e l d e  v a n  d e  Q 6 ,  w a a r d e n  i n  d e  e p i t h e e L c e l l e n  v a nr a t t e n  d i e  b e h a n d e l d  z i j n  m e t  t t r i a m f e n i c o l  i s  l 5 Z  r a g e r  d a n  d a t  i n  c e l l e nu i t  c o n t r o l e  d i e r e n .  E e n  s i g n i f i c a n t  v e r s c h i l  k o n  e c h t e r  n i e t  w o r d e n  a a n g e -toond .  I n  aanwez ighe id  van  he t  subs t raa t  g l u tam ine  neem l -  de  ade rnha l i ng  me tc i r c a  3 0 2  t o e .  o o k  o n d e r  d e z e  c o n d i t i e s  w a r e n  d e  v e r s c h i l l e n  o n g e v e e r  l 5 2 .B e h a n d e l i n g  v a n  d e  r a t t e n  m e t  t h i a m f e n i c o l  h e e f t  g e e n  e f f e c t  o p  h e t  g a L a c t o -s e t r a n s p o r t  i n  u i t t o ,  t e r w i j l  b i j  l u m i n a L e  p e r f u s i e  a l l e e n  m e t  e e n  h y p e r t o o npe r fus i emed ium de  ga lac tose -  en  Í / r a t e ropname  doo r  de  dunne  da rm  i n  ge r i ngema te  i s  ge remd .  Kenne l i j k  i s  de  rese rve  zo  g roo t  da t  b i j  752  daL ing  van  he !g e h a l t e  a a n  c y t o c h r o o m . f , a 3 ,  c y t o c h r o o m  b  e n  A T p - s y n t h e t . a s e  h e t  o r g a a n  v r i j -w e .(Hcd e 1b r :en2h e ra l sm inATPmemb o db  i n ,Dez td e f :eens c h i7  00 ron t t7201I  ^ L .n i e tb in r'lgemis e e  I1 e e  rd ew i t9 2re1 van behan-ADP ( s ta te -3ruvaa t  p l usr 1 e  d i e r e n .  D e, s  o l i gomyc inee í so lee rde  m i t o -i ' a r ' l ^ ^ n  1 i - o e i ri j kbaa r  i n  derg  pe r  kg  l i -i naa t  a1s  sub -e rd  doo r  d i n i -erwi j  1 de suc-E r  we rd  geenaa t  a l s  sub -e  m i t ochond r i ën: vnrdt volledigegevoe I  igeate-3 ademhal ingth i amfen i co l ,ige ATPase herl de  ademha l i ng ,j n l i j k  h e r ,dsbeperkend.i so l ee rde  rn i t o -d de adernhal ingl en ,  a l smedein oiuo ( lurni -r e I ce l l en  vant  i n  ce l l enworden aange-lmhal ing metrgevee r  l 52 .,  he t  ga lac to -een hypertoonin ger inget ing van hetr r gaan  v r i j -we l  no rmaa l  kan  f unc t i one ren ,  a l t hans  onde r  de  expe r imen te l e  cond i t i es( f t o o r d s t u K  r r l  )  .Z o a l s  o p g e m e r k t  o n t s t a a t  b i j  g e r e m d e  r n i t o c h o n d r i a l e  e i w i t s y n t h e s e  e e nde f i c i en t  ATPase  comp lex  da t  gebonden  i s  aan  he t  m i t ochond r i a l e  b i nnenmem-b raan ,  n i e t  mee r  i n  s t aa t  i s  t o t  ATP  syn these ,  maa r  we l  t o t  ATp  hyd ro -Tene inde  i nz i ch t  k r i j gen  i n  de  aa rd  en  f unc t i e  van  de  subeenheden  van  he tenzymcomp lex  d i e  i n  de  m i t ochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rd  he t  de f i c i en teATPase  comp lex  aan  een  nade re  s tud ie  onde rwo rpen .  Doo r  de  ge r i nge  hoevee l -he id  ma te r i aa l  d i e  he t  ep i t hee l  van  de  dunne  da rm  op leve r t  i s  d i t  wee f se la 1 s  b r o n  v o o r  h e t ,  d o o r  t h i a m f e n i c o l  g e i n d u c e e r d e ,  d e Í i c i e n c e  A T P a s e  c o m p l e xm inde r  gesch i k t .  Daa rom we rd  a l s  sys teem de  regene re rende  l eve r  gekozen .I n  Hoo fds tuk  I I  i s  besch reven  da t  de  enzymak t i v i t e i t  van  he t  de f i c i en teATPase  comp lex  n i e t  mee r  wo rd !  be inv l oed  doo r  r emmers  d i e  aang r i j pen  opmembraangedeeL te  (F6 )  van  he t  enzym,  zoa l s  o l i gomyc ine  en  d i cyc l ohexy l ca r -bod i i r n i de  (DCCD) .  Me t  behu lp  van  recons t i t u t i e -expe r imen ten  kon  wo rden  aan -g e E o o n d  d a t  h e t  A T P a s e  g e d e e l t e  v a n  h e t  e n z y m  ( F 1 )  m e t  d e z e L f d e  a f f i n i t e i tb i n d t  a a n  h e t  n o r m a l e  F o -  e n  h e t  d e f i c i e n t e  F o - g e d e e l t e  ( H o o f d s t u k  I V ) .Deze  waa rnem ing  bood  de  moge l i j khe id  he t  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rdede f i c i en te  ATPase -co rnp lex  en  he t  no rma le  o l i gomyc inegevoe l i ge  comp lex  me teen  i den t i eke  zu i ve r i ngsme thode  t e  i so l e ren .  Me t  behu lp  van  po l yac ry l am idege le l ec t r o fo rese  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aa t  konden  l 2  ve r -sch i l l ende  e iw i t banden  me t  mo lecuu lgew ich ten  va r i ê rend  van  53000  t o t  6  à7  000  wo rden  ge iden t i f i cee rd  i n  he t  ATPase  comp lex .  I n  he t  de f i c i en te  comp lexon tb reken  3  subeenheden  me t  r no lecuu lgew ich ten  van  resp .  25000  (band  6 ) ,22000  (band  7 )  en  9000  (band  10 ) .  D i r  kon  wo rden  aange roond  me t  i n  o i l ol abe l i ngsexpe r imen ten .  De  í n  u íuo  syn these  van  de  ande re  subeenheden  wo rd tn i e t  ge remd  doo r  t h i amfen i co l .  D i t  houd t  i n  da t  deze  subeenheden  i n  he t  cy -t op lasma  wo rden  gesyn the t i see rd  en  vandaa r  t ens lo t t e  i n  he t  m i t ochond r i a l ebinnenmembraan terechtkomen (Hoofdstuk IV) .The  syn these  van  de  DCCD-b indende  subeenhe id ,  d i e  Ln  saccha r ' omaces  ce re -uisíae in de mitochondr iën en i -n Neurospora cyaasa in het  cytoplasma wordtgemaak t ,  v i nd t  i n  de  ra t  p l aa t s  i n  he t  cy top lasma .  Deze  conc lus i e  i s  geba -see rd  op  de  waa rnem ing  da t  r ad ioac t i e f  DCCD,  na  i ncuba t i e  me t  he t  ge i so -l ee rde  ATPase  comp lex ,  geassoc iee rd  i s  meE  de  7000  Ma  band  l l  en  voo ra l  me tde  14000  M t  band  8 ,  d i e  waa rsch i j n l i j k  de  d ime ren  van  he t  DCCD-b indende  e i -w i t  beva t .  Zowe l  band  I 1  a l s  band  8  wo rden  no rmaa l  gesyn the t i see rd  en  ge -92 9 3assembleerd r4ranneer de mitochondr ia le e iwi tsynthese geremd is door th iamfe-n i co l .  Tevens  b i nden  subm i tochond r i a l e  pa r t i ke l s ,  ge ï so lee rd  u i t  de  regene -rerende lever van rat ten die behandeld z i jn met th iamfenicol ,  teminste even-vee l  DCCD a l s  con t ro l e  subm i tochond r i a l e  pa r t i c l es ,  ondanks  de  ve rhoogderes i s t en t i e  van  de  ATPase  t egen  DCCD.  Ook  o l i gomyc ine ,  da t  moge l i j k  aan  de -ze l f d .e  subeenhe id  b i nd t  a l s  DCCD,  wo rd t  pe r  eenhe id  t o ta l e  ATPase  ac t i v i t e i tin dezel fde mat.e gebonden aan geisoleerde mitochondr iën ui t  het  dunne darm-epi theel  van contro le-  en met th iamfenicol  behandelde dieren.  Dus de onge-voel igheid van heË def iente ATPase-complex voor renuning door o l igomycine enDCCD wordt  n iet  veroorzaakt  door het  ontbreken van bindingseiwi t ten voordeze remmers,  maar door de afwezigheid van één of  meer subeenheden, d ieop andere wi jze betrokken z i jn b i j  de DCCD- en ol igomycinegevoel igheid vanhe t  ATPase -comp lex  (Hoo fds tuk  V ) .Teneinde nê te gaan of  de subeenheden 6,  7 en l0 (Hoofdstuk IV) in dem i tochond r i ën  wo rden  gemaak t ,  we rden  de  í n  o i t y , o ,  doo r  ge ï so lee rde  m i t o -chond r i ën  gesyn the t i see rde ,  r ad ioac t i e f  ge labe lde  po l ypep t i den  op  po l yac ry l -am ide  ge l s  i n  aanwez ighe id  van  na t r i umdodecy l su l f aaE  gesche iden  en  z i ch t -baa r  gemaak t  m idde l s  au to rad iog ra f i e .  M ins tens  v i j f  po l ypep t i den ,  me t  mo le -cuu lgew ich ten  va r i i i r end  van  42000  Ëo t  l 9  000 ,  genummerd  I -V ,  konden  wo rdenge iden t i f i cee rd .  Van  de  po l ypep t i den  I I I  en  IV  z i j n  de  mo lecuu lgew ich teniden t i ek  aan  d i e  van  de  subeenheden  i n  de  banden  6  r esp .  7 .  Po l ypep t i de  IVi s  bovend ien  ve r r i j k t  i n  een  gezu i ve rde  ATPase  f r ac t i e ;  po l ypep t i de  I I Iwordt  ín t t í tz ,o níet  in het  ATPase complex geassembleerd.  Geconcludeerd wordtdat  de mitochondr iën tenminste één en zeer r . raarschi jn l i jk  twee. subeenheden(M,  r esp .  22000  en  25000 )  van  he t  ATPase  comp lex  syn the t i se ren  en  da t  de  3eon tb rekende  subeenhe id  i n  he t ,  doo r  t h i amfen i co l  ge inducee rde ,  de f i c i en tecomplex in het  cytoplasma wordt  gemaakt maar n iet  wordt  geassembleerd onderdeze  cond i t i es  i n  he t  ATPase  comp lex .  Band  7  beva r  waa rsch i j n l i j k  2  subeen -heden: één waarvan de synthese in de mitochondr iên plaarsvindE en één (heto l i gomyc in  sens i t i v i t y  con fe r r i ng  p ro re i n  (OSCp) )  d i e  i n  he t  cy top lasmaword t  gesyn the t i see rd  (Hoo fds tuk  V I ) .De  resu l t a ten  van  de  expe r imen ten  Èezamen  wo rden .  i n  Hoo fds tuk  V I I  bed i s -cussieerd in het  l icht  van Mitchel l rs  chemiosmot ische theor ie van de oxi-da t i eve  f os fo r y l e r i ng .  Tevens  wo rd t ,  s t i l  ges taan  b i j  de  v raag  r ^Taa rom ce l l eneen kennel i jke overmaat aan ademhal ingscomponenten bezi t ten.  De aandachtwo rd t  geves t i gd  op  he t  f e i t  da t  bepaa lde  p rocessen  i n  m i t ochond r i ën  aanosc i l l a t i es  onde rhev ig  z i j n ,o/,

University of Groningen Digital Archive

https://pure.rug.nl/ws/files/14696387/jomng.PDF

Impairment of mitochondrial protein synthesis, diogenetic and bioenergetic aspects

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

University of Groningen

ARTS repository - University of Groningen

University of Groningen Research Database

ARTS repository - University of Groningen

University of Groningen Digital Archive