Нанокалориметр для измерения теплопродукции в митохондриях
Автор: Котельников Г.В., Моисеева Софья Петровна
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Приборостроение физико-химической биологии
Статья в выпуске: 3 т.26, 2016 года.
Бесплатный доступ
Измерение трансформации и диссипации энергии в митохондриях калориметрическим методом было осуществлено во второй половине прошлого столетия. Однако до настоящего времени не было создано специализированного калориметра для этой цели. Выбор соединений, обеспечивающих разобщенное дыхание митохондрий без повреждения компонентов дыхательной цепи, для использования в составе фармацевтических композиций лекарственных средств, разработка новых нейропротекторов, новых нефропротекторов, требуют прецизионных измерений тепловыделений митохондрий под действием различных разобщителей окислительного фосфорилирования. В ИБП РАН создан капиллярный дифференциальный нанокалориметр для изучения трансформации и диссипации энергии в митохондриях, который отвечает этим требованиям. Принципиальное достоинство калориметра заключается в том, что он имеет тепловые мосты для термостатирования инъекции митохондрий. В них инъекция митохондрий приобретает температуру измерительного объема калориметрических камер в течение нескольких секунд. Митохондрии вводятся тонким слоем по всей длине калориметрической камеры, перемещающейся дозирующей иглой. Это обеспечивает смешивание митохондрий с образцом без больших энергетических затрат и тепловых шумов. Прецизионные измерения тепловой мощности процессов трансформации и диссипации энергии в митохондриях выполняются с абсолютной погрешностью не более 50 нВт.
Капиллярный нанокалориметр, митохондрия, тепловой шунт, изотермический режим, разобщение
Короткий адрес: https://sciup.org/14265030
IDR: 14265030
Список литературы Нанокалориметр для измерения теплопродукции в митохондриях
- Nakamura T., Matsuoka I. Calorimetric studies of heat of respiration of mitochondria//Journal of Biochemistry. 1978. Vol. 84, no. 1. P. 39-46.
- Gnaiger E., Mendez G., Hand S.C. High phosphorylation efficiency and depression of uncoupled respiration in mitochondria under hypoxia//PNAS. 2000. Vol. 97, no. 20. P. 11080-11085 DOI: 10.1073/pnas.97.20.11080
- Zhou P.-J., Zhou H.-T., Liu Y., Qu S.-S., Zhu Y.-G., Wu Z.-B. Studies on the energy release of rice mitochondria under different conditions by means of microcalorimetry//Journal of Biochemical and Biophysical Methods. 2001. Vol. 48, no. 1. P. 1-11 DOI: 10.1016/S0165-022X(00)00123-8
- Velázquez-Campoy A., López-Mayorga O., Cabrerizo-Vı́lchez M.A. Development of an isothermal titration microcalorimetric system with digital control and dynamic power Peltier compensation. I. Description and basic performance//Review of Scientific Instruments. 2000. Vol. 71, no. 4. P. 1824-1831 DOI: 10.1063/1.1150543
- Garcia-Fuentes L., Baron C., Mayorga O.L. Influence of dynamic power compensation in an isothermal titration microcalorimeter//Analytical Chemistry. 1998. Vol. 70, no. 21. P. 4615-4623 DOI: 10.1021/ac980203u
- Wiseman Т., Williston S., Brandts J.F., Lin L.-N. Rapid measurement of binding constants and heats of binding using a new titration calorimeter//Analytical Biochemistry. 1989. Vol. 179, no. 1. P. 131-137.
- Патент РФ № 2527519, 10.09.2014.
- Silachev D.N., Khailova L.S., Babenko V.A., Gulyaev M.V., Kovalchuk S.I., Zorova L.D., Plotnikov E.Y., Antonenko Y.N., Zorov D.B. Neuroprotective effect of glutamate-substituted analog of gramicidin A is mediated by the uncoupling of mitochondria//Biochimica et Biophysica Acta. General Subjects. 2014. Vol. 1840, no. 12. P. 3434-3442.
- Khailova L.S., Silachev D.N., Rokitskaya T.I. et al. A short-chain alkyl derivative of Rhodamine 19 acts as a mild uncoupler of mitochondria and a neuroprotector//Biochimica et Biophysica Acta. Bioenergetics. 2014. Vol. 1837, no. 10. P. 1739-1747. 2014.07.006 DOI: 10.1016/j.bbabio
- Plotnikov E.Y., Silachev D.N., Jankauskas S.S. et al. Mild uncoupling of respiration and phosphorylation as a mechanism providing nephro-and neuroprotective effects of penetrating cations of the SkQ family//Biochemistry (Moscow). 2012. Vol. 77, no. 9. P. 1029-1037 DOI: 10.1134/S0006297912090106
- Kotelnikov G.V., Moiseyeva S.P., Mezhburd E.V., Krayev V.P. Method of separating the sensitive volume of calorimetric cells in a differential titration calorimeter//Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2000. Vol. 62, no. 1. P. 39-50 DOI: 10.1023/A:1010150409126
- Kotelnikov G.V., Moiseyeva S.P., Mezhburd E.V., Krayev V.P. New isothermal titration calorimeter for investigations on very small samples. Theoretical and experimental studies//Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2002. Vol. 68, no. 3. P. 803-818. Doi: 10.1023/A:1016165817003.
- Патент США N 4112734, 12.09.1978.
- Kotelnikov G.V., Moiseyeva S.P., Mezhburd E.V., Maevsky E.I., Grishina E.V. Studying dispersoid systems method of introducing an injecting needle into calorimetric chamber of capillary titration calorimeter//Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2005. Vol. 81, no. 2. P. 255-259 DOI: 10.1007/s10973-005-0775-6
- Патент РФ № 2335743, 10.10.2008.
- Briggner L.E., Wadsö I. Test and calibration processes for microcalorimeters, with special reference to heat conduction instruments used with aqueous systems//Journal of Biochemical and Biophysical Methods. 1991. Vol. 22, no. 2. P. 101-118 DOI: 10.1016/0165-022X(91)90023-P
- Гpишина Е.В., Xауcтова Я.В., Ваcильева А.А., Маевcкий Е.И. Возрастные особенности влияния сукцината на индуцированное окисление липидов митохондрий печени крыс//Биофизика. 2015. Т. 60, № 4. С. 708-715.
