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Altersabhängigkeit von Lipidperoxidation, Proteinoxidation und proteasomalem Abbau oxidierter Proteine

Age dependency of lipid peroxidation, protein oxidation, proteasom decline of oxidized proteins

Arndt, Jana


Originalveröffentlichung: (2010) Mechanisms of Ageing and Development, Inverse correlation of protein oxidation and proteasome activity in liver and lung
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (4.577 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-82711
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2011/8271/

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Lipidperoxidation , Proteinoxidation , proteasomale Aktivität , MDA
MSC - Klassifikation: 92C40
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für umweltmedizinische Forschung, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Fachgebiet: Biochemie (FB 08)
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 05.07.2011
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 02.08.2011
Kurzfassung auf Deutsch: In der vorliegenden Arbeit sollten folgende Fragen bearbeitet werden:
- Gibt es bei der Alterung verschiedener Organe eine verstärkte LPO und PO?
- Wie ändert sich die Aktivität des proteasomalen Systems der Beseitigung oxidativ
modifizierter Proteine altersabhängig in den untersuchten Organen?
- Korreliert die altersabhängige Veränderung der Aktivität des Proteasoms als
Bestandteil der sekundären antioxidativen Schutzsysteme mit der altersabhängigen
Anhäufung oxidativ modifizierter Proteine – generell oder in einzelnen Organen?
Für die Bewertung der LPO wurde MDA als Parameter gewählt und mittels HPLC analysiert.
Des Weiteren wurden für die PO in den untersuchten Organen die Protein-Carbonyle mittels
ELISA gemessen und zusätzlich die Kapazität des 20S-Proteasoms mittels Fluorometrie. Alle
Untersuchungen wurden an Wistar-Ratten folgenden Alters vorgenommen: 6, 10, 18 und 26
Monate (je Gruppe n von 5 bis 7). Die normale Verteilung der Daten wurde mit dem One
sample Kolmogorov-Smirnov-Test bewertet. Die statistische Analyse wurde mit Hilfe der
Statistiksoftware SPSS (15.0) durchgeführt.
Die MDA- und die Protein-Carbonyl-Konzentrationen stiegen in allen Organen spätestens ab
dem 18. Monat im Vergleich zum 6. und auch zum 10. Monat an. Weitere Veränderungen in
der 4. Altersgruppe waren nicht signifikant. Die Aktivität des Proteasoms fiel insgesamt ab.
Signifikante Verringerungen zeigten sich in Lunge und Leber. Die Proteasomenaktivität in
diesen beiden Organen verringerte sich um den Faktor fünf. Strenge Korrelationen zwischen
Proteasomaktivität und Proteinoxidation wurden ebenfalls in Leber und Lunge gefunden,
während in den anderen Organen nur ein solcher Trend sichtbar wurde. Die Resultate zeigen,
dass der Anstieg der Proteinoxidation und der Abfall der Proteasomenaktivität korrelieren.
Der Abfall des proteasomalen Abbaus allein kann die gemessene Akkumulationsrate der
Protein-Carbonyle nicht erklären. Somit sind sowohl der altersabhängige Abfall der
proteasomalen Aktivität als auch die erhöhte Bildungsrate oxidativ veränderter Proteine am
Anstieg der Protein-Carbonyle beteiligt.
Sowohl LPO als auch Proteinoxidation tragen maßgeblich zur Alterung bei und zwar durch
vermehrte direkte Bildung der LPO- und PO-Produkte als auch durch deren verminderte
Beseitigung. Maßnahmen zur Erhaltung der Aktivität des Proteasoms im höheren Lebensalter
könnten die Alterungsprozesse verzögern.
Kurzfassung auf Englisch: The following questions should be answered in this dissertation:
- Is there an increased LPO and PO relative to aging of different organs?
- How is the activity of the proteasomal elimination of oxidatively modified proteins, in
relation to the age, within the examined organs changing?
- Is the age related change of the proteasomal activity as a part of the second
antioxidative protection system correlating with age-related accumulation of
oxidatively modified proteins in generally or in single organs?
For the evaluation of the LPO, the MDA was chosen as the parameter and was analysed by
HPLC. Furthermore the protein carbonyles were measured for the PO of all organs via
ELISA. Additionally fluorimetry was used to record the capacity of the 20S-proteasome. All
investigations were done on Wistar-rats of the following ages: 6, 10, 18 and 26 months (each
group with n=5–7). The average assignment of the data was evaluated with the one sample
Kolmogorov-Smirnov test. The statistical analysis was carried by means of SPSS (15.0)
software.
The MDA- and protein-carbonyl concentrations increased in all organs from the 18th month at
the latest (compared to the 6th and the 10th month).
Further values in the 4th age group did not show any significant changes.There was an overall
decrease of the proteasomal activity. Significant decreases appeared in lung and liver. The
activity of the proteasom showed a decrease to 20 % in these organs. A strong correlation
between proteasomal activity and protein-oxidation in liver and lung were found as well, as
there appeared only a trend in other organs. The results show that there is a relation between
an increase of protein-oxidation and a decrease of the proteasomal activity.
The reduction of the proteasomale degradation alone cannot explain the measured
accumulation of the protein-carbonyls.
Therefore the age-related reduction of the proteasomale activity, as well as the higher creation
rate of oxidatively changed proteins, is contributing to the accumulation of protein carbonyls.
Ageing processes might be delayed by methods, which are able to maintain a high activity of
the proteasom until higher age.
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