Effect of calcium overload on key dehydrogenases in heart mitochondria
| Author | Affiliation | |
|---|---|---|
Grigienė, Jurgita | ||
| Date |
|---|
2006 |
Siekdami įvertinti, ar Ca2+ perkrovos sukeltas greitas mitochondrijų NAD(P)H kiekio mažėjimas yra susijęs su Ca2+ poveikiu Ca2+ jautrių trikarboksirūgščių ciklo dehidrogenazių aktyvumui, nustatėme Ca2+ jonų poveikį šiems fermentams, kai viršijama fiziologinė Ca2+ koncentracija. Rezultatai rodo, kad Ca2+ jonai aktyvina širdies mitochondrijų piruvato ir 2-oksoglutarato dehidrogenazės esant fiziologinei Ca2+ koncentracijai, tačiau nekeičia jų aktyvumo Ca2+ perkrovos metu. Priešingai, Ca2+ jonai turėjo poveikį izocitrato dehidrogenazės (ICDH) aktyvumui tik jų koncentracijai viršijus fiziologinę ribą, t. y. Ca2+ perkrovos metu. Ca2+ jonų poveikis ICDH aktyvumui priklausė nuo fermento izoformos ir substrato koncentracijos. Širdies mitochondrijų NADP-ICDH aktyvumas buvo 100–350 kartų didesnis už NAD- -ICDH izoformos aktyvumą. Didinant Ca2+ koncentraciją, NADP- -ICDH ir NAD-ICDH aktyvumo santykis mažėja, nes Ca2+ jonai slopina NADP-ICDH ir skatina NAD-ICDH. Gauti rezultatai leidžia teigti, kad tarp svarbiausių Ca2+ jautrių mitochondrijų dehidrogenazių tik ICDH gali turėti įtakos Ca2+ perkrovos sukeltiems NAD(P)H koncentracijos pokyčiams mitochondrijose.
The effect of supra-physiological Ca2+ concentration on the activity of Ca2+- sensitive tricarboxylic cycle dehydrogenases was investigated with the aim to determine if a very fast decrease in mitochondrial NAD(P)H content induced by Ca2+ overload may be caused by changes in activity of these dehydrogenases. We showed that pyruvate and 2-oxoglutarate dehydrogenases in heart mitochondria were stimulated by Ca2+ in the physiological range of concentration but were not affected by Ca2+ overload. In complete contrast, Ca2+ affected isocitrate dehydrogenase (ICDH) only in the supra-physiological range of concentration. The effect of Ca2+ on ICDH depended on isoform and substrate concentration. We showed that in heart mitochondria NADP-ICDH could be from 100 to 350-fold more active than NAD-ICDH. The ratio of their activities decreased with an increase in Ca2+ concentration, because NADP-ICDH was inhibited by Ca2+, while NAD-ICDH was activated. We concluded that among the key mitochondrial dehydrogenases only ICDH isoforms might potentially contribute to Ca2+-overload-induced changes in NAD(P)H concentration.