توليف وتقييم مثبط امتصاص الكالسيوم المتقدرية المستندة إلى الروثينيوم
Summary
ويرد وضع بروتوكول للتوليف وتنقية، وتوصيف مثبط على أساس الروثينيوم لامتصاص الكالسيوم المتقدرية. ويتجلى إجراء تقييم فعاليته في خلايا الثدييات بيرميبيليزيد.
Abstract
ونحن بالتفصيل التوليف وتنقية مثبط امتصاص الكالسيوم المتقدرية،] (NH3) (أوه2)4رو رو (μ س) (NH3)4(OH2) [5 +. التوليف الأمثل من هذا المركب تبدأ من [رو (NH3)5Cl] Cl2 في 1 م NH4يا في حاوية مغلقة، مما أسفر عن حل أخضر. ويتم إنجاز تنقية مع الفصل اللوني لتبادل الأيونات الموجبة. يتميز هذا المركب والتحقق من أن تكون نقية بالتحليل الطيفي تجاه الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. خصائص امتصاص الكالسيوم المتقدرية المثبطة يقيمها fluorescence التحليل الطيفي في خلايا هيلا بيرميبيليزيد.
Introduction
الكالسيوم المتقدرية هو منظم رئيسي لعدد من العمليات التي تعتبر حاسمة بالنسبة لوظيفة الخلية العادية، بما في ذلك إنتاج الطاقة والمبرمج. 1 , 2 , 3 أونيبورتير الكالسيوم المتقدرية (MCU)، بروتين الناقل أيون موجودة على غشاء الميتوكوندريا الداخلية، وينظم تدفق أيونات الكالسيوم في الميتوكوندريا. 4 , 5 , 6 الكيميائية مثبطات MCU أدوات قيمة لمواصلة الجهود الرامية إلى دراسة وظائف وأدوار الخلوية هذا النقل البروتين والكالسيوم المتقدرية. مجمع] (NH3) (HCO2)4رو رو (μ س) (NH3)4(س2CH) [3 +، Ru360، واحد من مثبطات انتقائية المعروفة فقط ل MCU مع قيمةد ك المبلغ عنها من 24 ميكرومتر.7 8، ،،من910 هذا المجمع شوائب مشتركة الموجودة في المستحضرات التجارية من الروثينيوم الأحمر (روريد)، اثنا دي-μ-أوكسو سد هيكساكاتيون الصيغة (NH]3) 5 رو (μ س) رو (NH3)4(μ س) رو (NH3)5)]6 +، التي استخدمت أيضا كمثبط امتصاص كالسيوم. على الرغم من أن Ru360 المتاحة تجارياً، أنها مكلفة للغاية. وعلاوة على ذلك، طعن التوليف وعزل Ru360 تنقية صعوبة إجراءات وأساليب توصيف غامضة.
ونحن قد أبلغت مؤخرا بإجراءات بديلة الوصول إلى Ru360 التماثلية، [(NH3) (أوه2)4رو رو (μ س) (NH3)4(OH2)] Cl5. 11 يمنع هذا المركب MCU مع تقارب عالية، مماثلة ل Ru360. في هذا البروتوكول، ونحن سوف تصف لدينا توليف الأكثر فعالية لهذا المركب، الذي يبدأ من [رو (NH3)5Cl] Cl2. هو مفصل تنقية المنتج باستخدام راتنج تبادل الأيونات الموجبة الحمضية بشدة، جنبا إلى جنب مع المخاطر الشائعة لهذا الإجراء. ونحن أيضا أساليب لتوصيف وتقييم درجة نقاء مجمع، وتحدد نهج بسيط لاختبار فعاليته في منع امتصاص الكالسيوم المتقدرية.
Protocol
Representative Results
Discussion
الكالسيوم المتقدرية امتصاص المانع] (NH3) (أوه2)4رو رو (μ س) (NH3)4(OH2) [Cl5 يمكن أن يكون المركب من [رو (NH3)5Cl] Cl2، ruthenium(III) معروفة جيدا ابتداء من المواد، كما هو موضح في هذا الإجراء. ويتحقق التوليف [رو (NH3)5Cl] Cl2 سهولة دون صعوبة تذكر…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا البحث جامعة كورنيل. هذا العمل باستخدام مركز كورنيل “المرافق المشتركة البحث المواد”، هي معتمدة من خلال برنامج مرسيك جبهة الخلاص الوطني (هيئة الهجرة واللاجئين منحة–1120296). وتسلم S.R.N. الدعم بزمالة بحثية الدراسات العليا جبهة الخلاص الوطني (منحة تأيين-1650441) والدكتور ديف Holowka للمساعدة مع هذه التجارب الكالسيوم. أي رأي، النتائج التي توصل إليها، والاستنتاجات أو التوصيات التي أعرب عنها في هذه المواد هي آراء المؤلفين (s)، ولا تعكس بالضرورة وجهات نظر “المؤسسة الوطنية للعلوم”.
Materials
| Ruthenium Trichloride hydrate | Pressure Chemical | 3750 | |
| Concentrated hydrochloric acid | J.T. Baker | 9535 | |
| Concentrated ammonium hydroxide | Mallinckrodt Chemical Works | A669C-2 1 | |
| Dowex 50 WX2 200-400 Mesh | Alfa Aesar | 13945 | |
| Calcium Green 5N | Invitrogen | C3737 | |
| Digitonin | Aldrich | 260746 | |
| DMSO | Aldrich | 471267 | |
| EGTA | Aldrich | E3889 | |
| KCl | USB | 20598 | |
| KH2PO4 | Aldrich | P3786 | |
| MgCl2 | Fisher Scientific | M33-500 | |
| HEPES | Fluka | 54466 | |
| Sodium Succinate | Alfa Aesar | 33386 | |
| EDTA | J.T. Baker | 8993-01 | |
| Glucose | Aldrich | G5000 | |
| 200 Round bottom flask | ChemGlass | CG-1506-14 | |
| Glass stopper | ChemGlass | CG-3000-05 | |
| 10 mm x 15 cm glass column with reservoirs | Custom – similar to Chemglass columns | Similar to CG-1203-20 | |
| DMEM | Corning | 10-017-CV | |
| FBS | Gibco | 10437028 | |
| PBS | Corning | 21-040-CV | |
| Round bottom Falcon tubes | Fisher Scientific | 14-959-11B | |
| 500 cm2 petri dishes | Corning | 431110 | |
| Trypan blue | ThermoFisher Scientific | 15250061 | |
| Hemacytometer | Aldrich | Z359629 | |
| Acrylic Cuvettes | VWR | 58017-875 | |
| UV-Vis spectrometer | Agilent Model Cary 8454 | ||
| Spectrofluorimeter | SLM Model 8100C | ||
| IR spectrometer | Bruker Hyprion FTIR with ATR attachment | ||
| Centrifuge | ALC Model PM140R | ||
| Inverted light microscope | VWR | 89404-462 |
References
- De Stefani, D., Rizzuto, R., Pozzan, T. Enjoy the trip: Calcium in mitochondria back and forth. Annu. Rev. Biochem. 85, 161-192 (2016).
- Contreras, L., Drago, I., Zampese, E., Pozzan, T. Mitochondria: the calcium connection. Biochim. Biophys. Acta. 1797 (6-7), 607-618 (2010).
- Giorgi, C., et al. Mitochondrial calcium homeostasis as potential target for mitochondrial medicine. Mitochondrion. 12 (1), 77-85 (2012).
- De Stefani, D., Raffaello, A., Teardo, E., Szabò, I., Rizzuto, R. A forty-kilodalton protein of the inner membrane is the mitochondrial calcium uniporter. Nature. 476 (7360), 336-340 (2011).
- Baughman, J. M., et al. Integrative genomics identifies MCU as an essential component of the mitochondrial calcium uniporter. Nature. 476 (7360), 341-356 (2011).
- Kamer, K. J., Mootha, V. K. The molecular era of the mitochondrial calcium uniporter. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 16 (9), 545-553 (2015).
- Ying, W. -. L., Emerson, J., Clarke, M. J., Sanadi, D. R. Inhibition of mitochondrial calcium ion transport by an oxo-bridged dinuclear ruthenium ammine complex. Biochemistry. 30 (20), 4949-4952 (1991).
- Emerson, J., Clarke, M. J., Ying, W. -. L., Sanadi, D. R. The component of “ruthenium red” responsible for inhibition of mitochondrial calcium ion transport. Spectra, electrochemistry, and aquation kinetics. Crystal structure of µ-O-[(HCO2)(NH3)4Ru]2Cl3. J. Am. Chem. Soc. 115 (25), 11799-11805 (1993).
- Matlib, M. A., et al. Oxygen-bridged Dinuclear Ruthenium Amine Complex Specifically Inhibits Ca2+ Uptake into Mitochondria in Vitro and in Situ in Single Cardiac Myocytes. J. Biol. Chem. 273 (17), 10223-10231 (1998).
- Oxenoid, K., et al. Architecture of the mitochondrial calcium uniporter. Nature. 533 (7602), 269-273 (2016).
- Nathan, S. R., et al. Synthetic Methods for the Preparation of a Functional Analogue of Ru360, a Potent Inhibitor of Mitochondrial Calcium Uptake. Inorg Chem. 56 (6), 3123-3126 (2017).
- Allen, A. D., Senoff, C. V. Preparation and infrared spectra of some ammine complexes of ruthenium(II) and ruthenium(III). Can. J. Chem. 45 (12), 1337-1341 (1967).
- Murphy, A. N., Bredesen, D. E., Cortopassi, G., Wang, E., Fiskum, G. Bcl-2 potentiates the maximal calcium uptake capacity of neural cell mitochondria. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93 (18), 9893-9898 (1996).
- Deak, A. T., et al. Assessment of mitochondrial Ca⁺ uptake. Meth. Molec. Biol. 1264, 421-439 (2015).
