Subiecte

Abstract

Opțiuni de acces

Abonați-vă la Jurnal

Obțineți acces complet la jurnal timp de 1 an

doar 4,60 EUR pe număr

Toate prețurile sunt prețuri NET.
TVA va fi adăugat mai târziu în casă.

Închiriați sau cumpărați articol

Obțineți acces limitat la timp sau la articol complet pe ReadCube.

Toate prețurile sunt prețuri NET.

lipidelor

Disponibilitatea datelor

Codul utilizat pentru analiza simulărilor MD ale interacțiunilor NO • cu 15-LOX a fost pus la dispoziție în două formate: (1) Jupyter Notebook și (2) html (https://onedrive.live.com/?authkey=% 21AFEVmP5sOP1km0s & id = 4960CA1B5C7F3FD% 219568 & cid = 04960CA1B5C7F3FD).

Referințe

Stockwell, B. R. și colab. Ferroptoza: un legătura legată de moartea celulelor care leagă metabolismul, biologia redox și boala. Celulă 171, 273–285 (2017).

Dixon, S. J. și colab. Feroptoza: o formă dependentă de fier a morții celulelor nonapoptotice. Celulă 149, 1060–1072 (2012).

Friedmann Angeli, J. P. și colab. Inactivarea regulatorului feroptozei Gpx4 declanșează insuficiență renală acută la șoareci. Nat. Cell Biol. 16, 1180–1191 (2014).

Stoyanovsky, D. A. și colab. Cataliza fierului a peroxidării lipidelor în feroptoză: reacție enzimatică reglementată sau reacție radicală liberă aleatorie? Radic liber. Biol. Med. 133, 153–161 (2018).

Gugiu, B. G. și colab. Identificarea fosfolipidelor etanolaminice trunchiate oxidativ din retină și generarea lor din fosfatidiletanolamine polinesaturate. Chem. Rez. Toxicol. 19, 262-271 (2006).

Pizzimenti, S. și colab. Interacțiunea aldehidelor derivate din peroxidarea lipidelor și proteinele de membrană. Față. Fiziol. 4, 242 (2013).

Hoff, H. F., O'Neil, J., Wu, Z., Hoppe, G. & Salomon, R. L. Hidroxialchenali fosfolipidici: proprietăți biologice și chimice ale lipidelor specifice oxidate prezente în leziunile aterosclerotice. Arterioscler. Tromb. Vasc. Biol. 23, 275-282 (2003).

Doll, S. și colab. ACSL4 dictează sensibilitatea la feroptoză prin modelarea compoziției lipidelor celulare. Nat. Chem. Biol. 13, 91–98 (2017).

Wenzel, S. E. și colab. PEBP1 protejează feroptoza, permițând generarea de lipoxigenază a semnalelor de moarte lipidică. Celulă 171, 628-641 (2017).

Kagan, V. E. și colab. PE arahidonice și adrenice oxidate navighează celulele către feroptoză. Nat. Chem. Biol. 13, 81-90 (2017).

Conrad, M. și colab. Reglarea peroxidării lipidelor și a feroptozei la diverse specii. Gene Dev. 32, 602–619 (2018).

Matsushita, M. și colab. Peroxidarea lipidelor cu celule T induce feroptoza și previne imunitatea la infecție. J. Exp. Med. 212, 555-568 (2015).

Feng, H. & Stockwell, B. R. Misterele nerezolvate: cum provoacă peroxidarea lipidelor feroptoza? PLoS Biol. 16, e2006203 (2018).

Murray, P. J. Polarizarea macrofagelor. Annu. Rev. Fiziol. 79, 541–566 (2017).

O'Donnell, V. B. și colab. 15-Lipoxigenaza consumă catalitic oxid nitric și afectează activarea guanilat ciclazei. J. Biol. Chem. 274, 20083–20091 (1999).

Lorsbach, R. B., Murphy, W. J., Lowenstein, C. J., Snyder, S. H. & Russell, S. W. Exprimarea genei oxidului nitric sintază în macrofagele de șoarece activate pentru uciderea celulelor tumorale. Baza moleculară pentru sinergia dintre interferon-gamma și lipopolizaharidă. J. Biol. Chem. 268, 1908–1913 (1993).

Gao, M., Monian, P., Quadri, N., Ramasamy, R. & Jiang, X. Glutaminoliza și transferina reglează feroptoza. Mol. Celulă 59, 298–308 (2015).

Corna, G. și colab. Polarizarea dictează manipularea fierului de către macrofage inflamatorii și activate alternativ. Hematologica 95, 1814–1822 (2010).

Zhang, Y. și colab. Imidazolul cetonă erastin induce feroptoza și încetinește creșterea tumorii la un model de limfom de șoarece. Cell Chem. Biol. 26, 623–633 (2019).

Borland, C. și colab. Permeabilitatea și difuzivitatea oxidului nitric în plasma umană și celulele roșii. Oxid de azot 78, 51-59 (2018).

Dar, H. H. și colab. Pseudomonas aeruginosa folosește fosfatidiletanolaminele gazde polinesaturate pentru a declanșa furtul-feroptoză în epiteliul bronșic. J. Clin. Investi. 128, 4639–4653 (2018).

Yamanaka, K. și colab. O nouă sondă fluorescentă cu sensibilitate ridicată și detectare selectivă a hidroperoxizilor lipidici din celule. RSC Adv. 2, 7894–7900 (2012).

Shah, R., Shchepinov, M. S. și Pratt, D. A. Rezolvarea rolului lipoxigenazelor în inițierea și executarea feroptozei. ACS Cent. Știință. 4, 387–396 (2018).

Monroe, L. L. și colab. Peritonita indusă de Zymosan: efecte asupra funcției cardiace, reglarea temperaturii, translocarea bacteriilor și rolul dectinei-1. Şoc 46, 723–730 (2016).

Kenny, E. M. și colab. Feroptoza contribuie la moartea neuronală și la rezultatul funcțional după leziuni cerebrale traumatice. Crit. Care Med. 47, 410–418 (2018).

Bayir, H. și colab. Stres oxidativ îmbunătățit la șoareci cu deficit de iNOS după leziuni traumatice ale creierului: sprijin pentru rolul neuroprotector al iNOS. J. Cereb. Flux de sânge Metab. 25, 673–684 (2005).

Loane, D. J. și Kumar, A. Microglia în creierul TBI: cei buni, cei răi și cei neregulați. Exp. Neurol. 275, 316-327 (2016).

Bayir, H. și colab. Nitrarea neuronală mediată de NOS și inactivarea superoxidului dismutazei de mangan în creier după leziuni cerebrale experimentale și umane. J. Neurochem. 101, 168-181 (2007).

Foley, L. M. și colab. Evaluarea prin rezonanță magnetică a acumulării de macrofage în creierul șoarecelui după leziuni cerebrale traumatice experimentale. J. Neurotrauma 26, 1509–1519 (2009).

Brune, B. și colab. Controlul redox al inflamației în macrofage. Antioxidant. Semnal Redox. 19, 595–637 (2013).

Ivanov, I., Kuhn, H. & Heydeck, D. Biologie structurală și funcțională a acidului arahidonic 15-lipoxigenază-1 (ALOX15). Gene 573, 1-32 (2015).

Lawrence, T. & Natoli, G. Reglementarea transcripțională a polarizării macrofagelor: permițând diversitatea cu identitatea. Nat. Rev. Immunol. 11, 750-761 (2011).

Mantovani, A., Marchesi, F., Malesci, A., Laghi, L. și Allavena, P. Macrofage asociate tumorii ca ținte de tratament în oncologie. Nat. Rev. Clin. Oncol. 14, 399–416 (2017).

Murray, P. J. și colab. Activarea și polarizarea macrofagelor: nomenclatură și orientări experimentale. Imunitate 41, 14-20 (2014).

Kanazawa, M., Ninomiya, I., Hatakeyama, M., Takahashi, T. și Shimohata, T. Microglia și polarizarea monocitelor/macrofagelor dezvăluie un mecanism terapeutic nou împotriva accidentului vascular cerebral. Int. J. Mol. Știință. 18, 2135 (2017).

Anthonymuthu, T. S. și colab. Abilitarea competenței catalitice a 15-lipoxigenazei în oxidarea selectivă a membranei ETE-PE la semnale de moarte feroptotice, HpETE-PE. J. Am. Chem. Soc. 140, 17835–17839 (2018).

Zilka, O. și colab. Despre mecanismul citoprotecției prin ferostatin-1 și liproxstatin-1 și rolul peroxidării lipidelor în moartea celulelor feroptotice. ACS Cent. Știință. 3, 232–243 (2017).

Cao, J. Y. & Dixon, S. J. Mecanisme de feroptoză. Celulă. Mol. Life Science. 73, 2195–2209 (2016).

Rubbo, H. și colab. Inhibarea oxidului nitric al lipozomilor dependenți de lipoxigenază și oxidarea lipoproteinelor cu densitate mică: încetarea reacțiilor de propagare a lanțului radical și formarea de derivați ai lipidelor oxidate care conțin azot. Arc. Biochimie. Biofizi. 324, 15-25 (1995).

Saam, J., Ivanov, I., Walther, M., Holzhutter, H. G. și Kuhn, H. Dioxigenul molecular intră în situsul activ al 12/15-lipoxigenazei prin canale dinamice de acces la oxigen. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 104, 13319–13324 (2007).

Rubbo, H. și colab. Reglarea oxidului nitric al peroxidării lipidelor dependente de peroxinitrit și superoxid. Formarea de noi derivați de lipide oxidate care conțin azot. J. Biol. Chem. 269, 26066-26075 (1994).

O'Donnell, V. B. și colab. Inhibarea oxidului nitric al peroxidării lipidelor: cinetica reacției cu radicalii peroxil lipidici și comparația cu ɑ-tocoferolul. Biochimie 36, 15216–15223 (1997).

Napoli, C. și colab. Efectele oxidului nitric asupra proliferării celulare: noi perspective. J. Am. Col. Cardiol. 62, 89-95 (2013).

Thomas, D. D. și colab. Biologia chimică a oxidului de azot: implicații în semnalizarea celulară. Radic liber. Biol. Med. 45, 18-31 (2008).

Perrotta, C. și colab. Oxidul nitric generat de macrofagele asociate tumorii este responsabil pentru rezistența la cancer la cisplatină și corelat cu sintaxina 4 și inhibarea sfingomielinazei acide. Față. Immunol. 9, 1186 (2018).

Xie, B. S. și colab. Inhibarea feroptozei atenuează deteriorarea țesuturilor și îmbunătățește rezultatele pe termen lung după leziuni cerebrale traumatice la șoareci. CNS Neurosci. Ther. 25, 465–475 (2019).

Amaral, E. P. și colab. Un rol major pentru feroptoză în Mycobacterium tuberculosis-moartea celulară indusă și necroza țesuturilor. J. Exp. Med. 216, 556–570 (2019).

Martin-Sanchez, D. și colab. Ferroptoza, dar nu necroptoza, este importantă în AKI indusă de acid folic nefrotoxic. J. Am. Soc. Nefrol. 28, 218–229 (2017).

Uderhardt, S. și colab. 12/15-lipoxigenaza orchestrează eliminarea celulelor apoptotice și menține toleranța imunologică. Imunitate 36, 834–846 (2012).

Wu, Y. L. și colab. Marcarea in situ a celulelor imune cu particule de oxid de fier: o abordare pentru a detecta respingerea organelor prin RMN celular. Proc. Natl Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 103, 1852–1857 (2006).

RayA. & DittelB. N. Izolarea celulelor cavității peritoneale de șoarece. J. Vis. Exp. 35, e1488 (2010).

Lian, H., Roy, E. & Zheng, H. Protocol pentru prepararea culturii microgliale primare. Bio Protoc 6, e1989 (2016).

Elmore, M. R. și colab. Semnalizarea receptorului factorului 1 de stimulare a coloniei este necesară pentru viabilitatea microgliei, demascând o celulă progenitoare a microgliei în creierul adult. Neuron 82, 380–397 (2014).

Weischenfeldt, J. & Porse, B. Macrofage derivate din măduva osoasă (BMM): izolare și aplicații. CSH Protoc. 2008, pdb.prot5080 (2008).

Harris, L. A. și colab. BioNetGen 2.2: progrese în modelarea bazată pe reguli. Bioinformatică 32, 3366–3368 (2016).

Phillips, J. C. și colab. Dinamică moleculară scalabilă cu NAMD. J. Comput. Chem. 26, 1781–1802 (2005).

Tovchigrechko, A. & Vakser, I. A. Server web public GRAMM-X pentru proteine ​​- andocare proteine. Acizi nucleici Res. 34, W310 - W314 (2006).

Frisch, M. și colab. Gaussian 03, Revizuirea B.05 (Gaussian, 2003).

Bakan, A. și colab. Evol și ProDy pentru punerea în mișcare a evoluției secvenței proteinelor și dinamicii structurale. Bioinformatică 30, 2681–2683 (2014).

Mulțumiri

Această lucrare a fost susținută de NIH (HL114453-06, U19AI068021, CA165065-06, NS076511, NS061817, P41GM103712) și de proiectul rus de excelență academică „5-100”.

Informatia autorului

Acești autori au contribuit în mod egal: Alexandr A. Kapralov, Qin Yang, Haider H. Dar.

Decedat: Detcho A. Stoyanovsky.

Afilieri

Departamentul de sănătate a mediului și muncii și Centrul pentru sănătate radicală liberă și antioxidantă Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Alexandr A. Kapralov, Haider H. Dar, Yulia Y. Tyurina, Indira H. Shrivastava, Vladimir A. Tyurin, Hsiu-Chi Ting, Galina V. Shurin, Margarita A. Artyukhova, Liubov A. Ponomareva, Detcho A. Stoyanovsky, Hülya Bayır & Valerian E. Kagan

Departamentul de medicină pentru îngrijirea critică, Safar Center for Resuscitation Research, Children’s Neuroscience Institute, Children's’s Hospital of Pittsburgh, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Qin Yang, Tamil S. Anthonymuthu, Yuan Gao și Hülya Bayır

Institutul Wistar, Philadelphia, PA, SUA

Rina Kim și Dmitry I. Gabrilovich

Institutul de Imunologie, Școala de Medicină Perelman, Universitatea din Pennsylvania, Philadelphia, PA, SUA

Departamentul de biologie celulară, Pittsburgh, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Claudette M. St. Croix

Departamentul de Biologie Computațională și de Sisteme, Pittsburgh, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Karolina Mikulska-Ruminska, Bing Liu, Indira H. Shrivastava & Ivet Bahar

Institutul de Fizică, Facultatea de Astronomie și Informatică Fizică, Universitatea Nicolaus Copernicus din Toruń, Toruń, Polonia

Departamentul de Biologie a Dezvoltării, Centrul de Cercetare Rangos al Spitalului de Copii din Pittsburgh, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Laborator de navigație Redox Lipidomics, Institutul de Medicină Regenerativă, IM Sechenov Universitatea de Stat din Moscova, Moscova, Rusia

Margarita A. Artyukhova, Liubov A. Ponomareva, Peter S. Timashev și Valerian E. Kagan

Centrul de spectrometrie de masă, QOPNA, Universitatea din Aveiro, Aveiro, Portugalia

Rosario M. Domingues

Departamentul de chimie și CESAM & ECOMARE, Universitatea din Aveiro, Aveiro, Portugalia

Rosario M. Domingues

Departamentul de Oncologie a Radiațiilor, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Joel S. Greenberger și Valerian E. Kagan

Departamentul de Medicină Internă, Universitatea de Stat din Ohio, Columbus, OH, SUA

Rama K. Mallampalli

Departamentul de Chimie, Pittsburgh, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Valerian E. Kagan

Departamentul de farmacologie și biologie chimică, Pittsburgh, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA

Valerian E. Kagan

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Contribuții

V.E.K. și H.B. a conceput studiul. A.A.K., Q.Y., H.H.D., G.V.S., H.-C.T., M.A.A. și L.A.P. a efectuat experimente cu celule. V.E.K., H.B. și D.I.G. proiectat experimente in vivo. Q.Y., Y.L.W., R.K. și Y.G. efectuate experimente in vivo. A.A.K., Q.Y. și H.H.D. a analizat datele. Y.Y.T., T.S.A. și V.A.T. a efectuat măsurători ale MS și a analizat datele. Y.Y.T., T.S.A. și R.M.D. a discutat și interpretat rezultatele SM. K.M.-R., B.L. și I.H.S. efectuarea de modelări computaționale. I.B. studii de calcul supravegheate. C.M.S.C. a efectuat experimente imagistice și a participat la interpretarea lor. H.B., D.A.S., R.K.M. și D.I.G. a participat la formularea ideii și la interpretarea datelor. PST. și J.S.G. a participat la discuție și a ajutat la scrierea manuscrisului. Y.Y.T., I.B. și H.B. a participat la scrierea manuscrisului. H.B. și V.E.K. a scris manuscrisul.

Autori corespondenți

Declarații de etică

Interese concurente

Autorii nu declară interese concurente.

Informatii suplimentare

Nota editorului Springer Nature rămâne neutru în ceea ce privește revendicările jurisdicționale din hărțile publicate și afilierile instituționale.

Informatie suplimentara

Informatie suplimentara

Fig. Suplimentare. 1-11.

Rezumatul raportării

Tabelele 1 și 2 suplimentare

Tabelele 1 și 2 suplimentare.

Video suplimentar 1

Fragment de simulări MD de legare competitivă a moleculelor de NO și O2 la 15-LOX-2.

Drepturi și permisiuni

Despre acest articol

Citați acest articol

Kapralov, A.A., Yang, Q., Dar, H.H. și colab. Reprogramarea lipidelor redox comandă susceptibilitatea macrofagelor și a microgliei la moartea feroptotică. Nat Chem Biol 16, 278–290 (2020). https://doi.org/10.1038/s41589-019-0462-8

Primit: 01 aprilie 2019

Acceptat: 23 decembrie 2019

Publicat: 17 februarie 2020

Data emiterii: martie 2020

Lecturi suplimentare

Inducerea peroxidării lipidelor dependentă de STING mediază leziunea ischemiei intestinale-reperfuzia

  • Jie Wu
  • , Qinjie Liu
  • , Xufei Zhang
  • , Xiuwen Wu
  • , Yun Zhao
  • & Jianan Ren

Biologie și medicină radicală liberă (2021)

Baza chimică a hemoragiei intracerebrale și a toxicității celulare cu contribuții ale eritozei și feroptozei

  • Paul J. Derry
  • , Anh Tran Tram Vo
  • , Aswini Gnanansekaran
  • , Joy Mitra
  • , Anton V. Liopo
  • , Muralidhar L. Hegde
  • , Ah-Lim Tsai
  • , James M. Tour
  • & Thomas A. Kent

Frontiere în Neuroștiința Celulară (2020)