Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi

GÜRAY, Tülin; KARTAL, Deniz İrtem; SADİ, GÖKHAN

Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi

Gökhan SADİ, (Karamanoglu Mehmetbey University,)

Deniz İrtem KARTAL, (Middle East Technichal University, Ankara, Turkey)

Tülin GÜRAY (Department of Biological Sciences, Middle East Technichal University, Ankara, Turkey)

Türk Biyokimya Dergisi

5 0

Yıl: 2013 Cilt: 38 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 92 - 100 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi

Öz:

Amaç: Günümüzde artan oksidatif stresin, diyabet hastalığı ile ilişkili kronik komplikasyonlar ve diyabetin patogenezi ile ilişkisi olduğu bilinmektedir. Oksidatif stresin diyabetin komplikasyonlarındaki görevleri çok çalışılmış olmasına rağmen, detoksifikasyon enzimlerinin diyabet ve antioksidan uygulamaları ile moleküler olarak nasıl düzenlendiği, hücre içi yolakların karmaşıklığı nedeniyle açıkça belirlenememiştir. Yöntemler: Diyabetin hayvansal modeli, sıçanlarda tek doz streptozotocin uygulaması ile oluşturulmuştur. Sıçanlar üç hafta boyunca DL-?-lipoik asit (LA), vitamin C (VC) ve her ikisinin kombinasyonu ile muamele edilmiş, bütün gurupların karaciğer dokularında lipit peroksidasyonu, protein oksidasyonu ve indirge GSH düzeyleri ölçülmüştür. Glutatyon S-Transferaz Mu (GST-Mu) izozim aktivitesi enzime özel sübstrat kullanılarak, mRNA ve protein ekspresyonu RT-PCR ve Western blot teknikleri ile belirlenmiştir. Bulgular: Diyabetik hayvanlarda lipid peroksidasyonu ve protein oksidasyonu ürünlerinin istatisitksel olarak yükseldiği (p<0.05) ve LA ve VC gibi iki güçlü antioksidanın tekil veya birlikte uygulamasının bu yükselmeyi normale getirdiği bulunmuştur. GST-Mu enzim aktivitesinin diyabetik gurupta anlamlı ölçüde azaldığı ve bu azalmanın nedeninin, RT-PCR ve Western blot analizleri ile elde edilen düşük mRNA ve protein ekspresyon seviyelerine dayanarak, enzimin gen ekspresyonu düzeyinde gerçekleştiği ortaya çıkarılmıştır. Antioksidan uygulamalarının gen ekspresyon düzeylerini değiştirmediği, fakat protein ekspresyonlarını ilave olarak düşürdüğü bulunmuş, bu durum GST-Mu izoziminin antioksidanlar ile post-translasyonel olarak düzenlenmesi ile açıklanmıştır. Sonuç: Çalışma ile diyabette oksidatif stresin ve antioksidan uygulamalarının etkileri ortaya çıkarılmış, GST-Mu enziminin diyabet ile aşağı yönde düzenlendiği ve düzenlenmenin gen ekspresyonu düzeyinde gerçekleştiği bulunmuştur. İleri post-translasyonel modifikasyon çalışmaları, streptozotocin ile oluşturulmuş diyabetik sıçanlarda oksidatif stresin detoksifikasyon enzimlerinin düzenlenme mekanizmalarını ortaya çıkaracaktır

Anahtar Kelime:

Konular: Biyokimya ve Moleküler Biyoloji

Regulation of Glutathione S-Transferase Mu with type 1 diabetes and its regulation with antioxidants

Öz:

Objective: Increased oxidative stress is now related with the pathogenesis and the chronic complications associated with the disease, diabetes mellitus. While roles of oxidative stress in diabetic complications are widely studied, the molecular mechanisms playing role in the regulations of detoxification enzymes in the presence of antioxidants have not been clearly established because of the complexity of the pathways.Methods: Diabetes was induced by single dose streptozotocin application and rats were treated with 50mg/kg antioxidants DL-α-lipoic acid (LA), vitamin C (VC) and combination of both for three weeks. Lipid peroxidation, protein oxidation and reduced glutathione levels were measured and Glutathione S-Transferase Mu (GST-Mu) isozyme activity was determined by using enzyme specific substrate. mRNA and protein expressions were evaluated by RT-PCR and western blot methods respectively.Results: In diabetic animals the products of lipid peroxidation and protein oxidation reactions were all found to be elevated significantly (p<0.05) and supplementing the animals either individually or in combination with two powerful antioxidants restored this effect. GST-Mu activities were also significantly decreased in diabetic group compared to controls and RT-PCR and Western blot analysis results showed that this decrease in activity is regulated at the level of gene expression, as both mRNA and protein expressions were suppressed. All antioxidant treatments did not reverse the effect of diabetes at the gene expression level and interestingly protein expressions were further suppressed indicating a post-translational regulation by antioxidants.Conclusion: Presence of oxidative stress and the effects of antioxidants in diabetic rats were confirmed and it was found that diabetes leads to GST-Mu to be down regulated at mRNA expression levels. Future post-translational modification studies will help to determine the mechanism or combination of mechanisms underlying the damaging effects of oxidative stress observed in streptozotocin induced diabetic rats

Anahtar Kelime:

Konular: Biyokimya ve Moleküler Biyoloji

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Baynes JW, Thorpe SR. The role of oxidative stress in diabetic complications. Curr Opin Endocrinol 1996; 3: 277-284
[2] Mates JM, Perez-Gomez C, De Castro IN. Antioxidant enzymes and human diseases. Clin Biochem 1999; 32(8): 595-603
[3] Palsamy P, Subramanian S. Resveratrol protects diabetic kidney by attenuating hyperglycemia-mediated oxidative stress and renal inflammatory cytokines via Nrf2–Keap1 signaling. Biochimica et Biophysica Acta 2011; 1812: 719-731
[4] Raza H. Dual localization of glutathione S-transferase in the cytosol and mitochondria: implications in oxidative stress, toxicity and disease. FEBS J 2011; 278: 4243-4251
[5] Raza H, Ahmed I, John A. Tissue specific expression and immunohistochemical localization of glutathione S-transferase in streptozotocin induced diabetic rats: Modulation by Momordica charantia (karela) extract. Life Sci 2004; 74(12): 1503-1511
[6] Awasthi YC, Zimniak P, Singhal SS, Awasthi S. Physiological role of glutathione S-transferases in protection mechanism against lipid peroxidation: A commentary. Biochem Arch 1995; 11: 47-54
[7] Mari M, Cederbaum A. Induction of catalase alpha and microsomal glutathione S-transferase in CYP 2E1 overexpressing HepG2 cells and protection against short-term oxidative stress. Hepatology 2001; 33: 652-661
[8] Knapen MFCM, Zusterzeel PLM, Peters WHM, Steegers EA. Glutathione and glutathione-related enzymes in reproduction - A review. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 1999; 82(2): 171-184
[9] Yang Y, Cheng JZ, Singhal SS, Saini M, Pandya U, et al.. Role of glutathione S-transferases in protection against lipid peroxidation. Overexpression of hGSTA2-2 in K562 cells protects against hydrogen peroxide-induced apoptosis and inhibits JNK and caspase 3 activation. J Biol Chem 2001; 276(22): 19220-19230
[10] Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ. Protein measurement with the folin phenol reagent. J Biol Chem 1951; 193: 265-275
[11] Chomczynski P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem 1987; 162: 156-159
[12] Sadi G, Yilmaz O, Guray T. Effect of vitamin C and lipoic acid on streptozotocin-induced diabetes gene expression: mRNA and protein expressions of Cu-ZnSOD and catalase. Mol Cell Biochem 2008; 309(1-2): 109-116
[13] Towbin H, Staehelin T, Gordon J. Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 1979; 76(9): 4350-4354
[14] Rasband WS. ImageJ, U. S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA: http://rsb.info.nih.gov/ij/ (Last accessed: October 2011)
[15] Habig WH, Pabst MJ, Jakoby WB. Glutathione-Stransferases: the first enzymatic step in mercapturic acid formation. J Biol Chem 1974; 249: 7130.-7139
[16] Sedlak J, Lindsay RH. Estimation of total, protein-bound, and nonprotein sulfhydryl groups in tissues with Ellman’s reagent. Anal Biochem 1968; 25: 192-205
[17] Jain SK, Levine SN. Elevated lipid peroxidation and vitamin E quinine levels in heart ventricles of streptozoticin-treated diabetic rats. Free Radic Biol Med 1995; 18: 337-341
[18] Levine RL, Garland D, Oliver CN, Amici A, Climent I, et al. Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins. Method Enzymol 1990; 186: 464-478
[19] Cay M, Nazıroglu M, Simsek H, Aydilek N, Aksakal M et al. Effects of intraperitoneally administered vitamin C on antioxidative defense mechanism in rats with diabetes induced by streptozotocin. Res Exp Med 2001; 200(3): 205-213
[20] Dinçer Y, Telci A, Kayalı R, Yılmaz IA, Çakatay U, et al. Effect of α-Lipoic acid on lipid peroxidation and antioxidant enzyme activities in diabetic rats. Clin Exp Pharm Phy 2002; 29: 281- 284
[21] Maritim AC, Sanders RA, Watkins JB. Effects of alpha-lipoic acid on biomarkers of oxidative stress in streptozotocin-induced diabetic rats. J Nutr Biochem 2003; 14(5): 288-294
[22] Sadi G, Guray T. Gene expressions of Mn-SOD and GPx-1 in streptozotocin induced diabetes: effect of antioxidants. Mol Cell Biochem 2009; 327: 127-134
[23] Seven A, Güzel S, Seymen O, Civelek S, Bolayırlı M, et al. Effects of vitamin E supplementation on oxidative stress in streptozotocin induced diabetic rats: Investigation of liver and plasma. Yonsei Med J 2004; 45(4): 703-710
[24] Pari L, Latha M. Antidiabetic effect of scoparia dulcus: effect on lipid peroxidation in streptozotocin diabetes. Gen Physiol Biophys 2005; 24: 13-26
[25] Han D, Handelman G, Marcocci L, Sen CK, Roy S, et al. Lipoic acid increases de novo synthesis of cellular glutathione by improving cystine utilization. Biofactors 1997; 6: 321-338
[26] Halliwell B, Gutteridge J. Free Radicals in Biology and Medicine 2007; Oxford University Press, USA
[27] Bhor V M, Raghuram N, Sivakami S. Oxidative damage and altered antioxidant enzyme activities in the small intestine of streptozotocin-induced diabetic rats. Int J Biochem Cell B 2004; 36: 89-97
[28] Kakkar R, Mantha SV, Radhi J, Prasad K, Kalra J. Increased oxidative stress in rat liver and pancreas during progression of streptozotocin-induced diabetes. Clin Sci 1998; 94(6): 623-632
[29] Berlett BS, Stadtman ER. Protein oxidation in aging, disease, and oxidative stress. J Biol Chem 1997; 272(33): 20313-20316
[30] Chevion M, Berenshtein E, Stadtman ER. Human studies related to protein oxidation: protein carbonyl content as a marker of damage. Free Radic Res 2000; 33: 99-108
[31] Limaye PV, Raghuram N, Sivakami S. Oxidative stress and gene expression of antioxidant enzymes in the renal cortex of streptozotocin-induced diabetic rats. Mol Cell Biochem 2003; 243: 147-152
[32] Raza H, Ahmed I, John A, Sharma AK. Modulation of xenobiotic metabolism and oxidative stress in chronic streptozotocin-induced diabetic rats fed with Momordica charantia fruit extract. J Biochem Mol Toxic 2000; 14(3): 131-139
[33] Navarro MMM, Roca RC, Belli G, Martinez JG, Navarro JM, et al. Comprehensive Transcriptional Analysis of the Oxidative Response in Yeast. J Biol Chem 2008; 283(26): 17908-17918

APA	SADİ G, KARTAL D, GÜRAY T (2013). Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. , 92 - 100.
Chicago	SADİ GÖKHAN,KARTAL Deniz İrtem,GÜRAY Tülin Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. (2013): 92 - 100.
MLA	SADİ GÖKHAN,KARTAL Deniz İrtem,GÜRAY Tülin Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. , 2013, ss.92 - 100.
AMA	SADİ G,KARTAL D,GÜRAY T Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. . 2013; 92 - 100.
Vancouver	SADİ G,KARTAL D,GÜRAY T Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. . 2013; 92 - 100.
IEEE	SADİ G,KARTAL D,GÜRAY T "Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi." , ss.92 - 100, 2013.
ISNAD	SADİ, GÖKHAN vd. "Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi". (2013), 92-100.

APA	SADİ G, KARTAL D, GÜRAY T (2013). Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. Türk Biyokimya Dergisi, 38(1), 92 - 100.
Chicago	SADİ GÖKHAN,KARTAL Deniz İrtem,GÜRAY Tülin Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. Türk Biyokimya Dergisi 38, no.1 (2013): 92 - 100.
MLA	SADİ GÖKHAN,KARTAL Deniz İrtem,GÜRAY Tülin Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. Türk Biyokimya Dergisi, vol.38, no.1, 2013, ss.92 - 100.
AMA	SADİ G,KARTAL D,GÜRAY T Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. Türk Biyokimya Dergisi. 2013; 38(1): 92 - 100.
Vancouver	SADİ G,KARTAL D,GÜRAY T Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi. Türk Biyokimya Dergisi. 2013; 38(1): 92 - 100.
IEEE	SADİ G,KARTAL D,GÜRAY T "Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi." Türk Biyokimya Dergisi, 38, ss.92 - 100, 2013.
ISNAD	SADİ, GÖKHAN vd. "Glutatyon S-Transferaz Mu izoziminin Tip 1 diyabet ve antioksidanlar ile düzenlenmesi". Türk Biyokimya Dergisi 38/1 (2013), 92-100.