Biológiai gázok és mitokondrium laboratórium
Dr. Horváth Tamara, Dr. Juhász László, Dr. Tallósy Szabolcs Péter
Szent-Györgyi hallgatók: Czakó Bálint, Gulácsi Levente
TDK hallgatók: Donka Tibor, Gál Gábor Krisztián
Főbb kutatási projektek:
- Hypoxia/anoxia mitokondriális következményei
- Biológiai gázok mitokondriumra gyakorolt hatásai
- Antibiotikumok mitokondrium károsító hatása
- Gyulladásos betegségek (arthritisz, IBD) mitokondriális manifesztációja
Általános háttér
A mitokondriumok in vitro vizsgálatára az OROBOROS Oxygraph-2k (Innsbruck, Ausztria) nagyfelbontású respirométert és kiegészítő LED2 fluoreszcens modult használjuk. A respirométer a Clark elektród (bipoláris elektrokémiai oxigén szenzor) elvén működő mérőrendszer, amely nagy pontossággal képes biológiai minták pillanatnyi oxigén fogyasztásának meghatározására és követésére. Az elektródot polipropilén membrán borítja, ami oxigénre és szén-dioxidra permeábilis, de nem ereszti át a vizet és az ionokat, továbbá megakadályozza olyan vegyületek bejutását az elektródokhoz, melyek azokat károsíthatják, vagy zavarhatják a mérést. A kicsiny katódfelület, a zárt mintatartó és a minta keverése biztosítja, hogy a minta térfogatában az oxigén koncentráció állandó, amit a katódon történő oxigénfogyasztás nem befolyásol. Ez adja az oxidatív foszforiláció, mint alapvető mitokondrium funkció vizsgálatának az alapját.
A rendszer alkalmas izolált mitokondriumok és szövetminták (köztük humán biopsziák) fogadására és labortatóriumi vizsgálatára.
Oxygraph-2k nagy felbontású respirométer
Egy nagy felbontású respirometriás mérés eredeti regisztrátuma
A módszer további tulajdonsága, hogy a mitokondrium légzési láncának komplexei működés közben szelektíven vizsgálhatóak, miközben valós időben követhetőek a változások. A mitokondriális belső membránjában található légzési lánc négy komplexből (I, II, III, IV komplex), egy lipid komponensből (ubikinon), valamint a hem csoportot tartalmazó citokróm c fehérjéből áll. A légzési lánc működése során elektronokat továbbít a végső elektron akceptor oxigén molekula felé, miközben az ioncsatornaként is funkcionáló komplexeken keresztül protonokat pumpál ki a mátrixból az intermembrán térbe. A létrejövő protongrádienst az ATP-szintáz használja fel működéséhez, amely a belső membrán, mátrix felöli oldalán, az ADP→ATP átalakulásért felel. Az I-IV légzési komplexek a belső membránban egymással összekapcsolódva, ún. szuperkomplexek formájában találhatók meg.