Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634620)
Контекстум
.

Спецпрактикум по биоэнергетике (110,00 руб.)

0   0
АвторыГуреев Артем Петрович, Сыромятников Михаил Юрьевич, Попов Василий Николаевич
ИздательствоИздательский дом ВГУ
Страниц39
ID685292
АннотацияПодготовлено на кафедре генетики, цитологии и биоинженерии медико-биологического факультета Воронежского государственного университета.
Кому рекомендованоРекомендовано для студентов 4-го курса дневного отделения медико-биологического факультета.
Спецпрактикум по биоэнергетике / А.П. Гуреев, М.Ю. Сыромятников, В.Н. Попов .— Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2017 .— 39 с. — 40 с. — URL: https://rucont.ru/efd/685292 (дата обращения: 19.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Спецпрактикум_по_биоэнергетике_.pdf
Стр.1
Стр.3
Стр.6
Стр.7
Стр.8
Стр.9
Стр.10
Спецпрактикум_по_биоэнергетике_.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» СПЕЦПРАКТИКУМ ПО БИОЭНЕРГЕТИКЕ Учебно-методическое пособие для вузов Составители: А.П. Гуреев, М.Ю. Сыромятников, В.Н. Попов Воронеж Издательский дом ВГУ 2017
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................. 4 ТЕМА 1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СРЕД ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ИНТАКТНЫХ МИТОХОНДРИЙ ....................................................................................................................... 6 ТЕМА 2. ВЫДЕЛЕНИЕ МИТОХОНДРИЙ ИЗ ПЕЧЕНИ МЫШИ. ИЗМЕРЕНИЕ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА ........................................................................................ 10 ТЕМА 3. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ДЫХАНИЯ МИТОХОНДРИЙ. ДЫХАТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ.............................................................. 18 ТЕМА 4. ИЗМЕРЕНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ КАЛЬЦИЯ МИТОХОНДРИЯМИ .................... 22 ТЕМА 5. ВЫДЕЛЕНИЕ МИТОХОНДРИЙ ИЗ МОЗГА МЫШИ ....................................... 26 ТЕМА 6. ИЗМЕРЕНИЕ ПРОДУКЦИИ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА В МИТОХОНДРИЯХ МОЗГА ................................................................................................... 31 3
Стр.3
ТЕМА 1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СРЕД ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ИНТАКТНЫХ МИТОХОНДРИЙ Цель занятия: Введение в митохондриологию, ознакомление с методикой приготовления сред для выделения митохондрий. Сравнение сред для выделения митохондрий из различных тканей. Основные теоретические положения: Среды для выделения и инкубации митохондрий по плотности и своему ионному составу должны максимально соответствовать естественному окружению митохондрий, то есть цитозолю. Главными компонентами сред для выделения и инкубации митохондрий являются сахара, буферные растворы и хелаторы. Среди сахаров, являющихся основными осмотически активными компонентами сред, обычно используется сахароза и маннитол. Сахароза, или столовый сахар - это димер глюкозы и фруктозы. Молекулярная масса сахарозы 342,3 г/моль, плотность 1,588. Сахароза имеет очень высокую растворимость – 200 г/100 мл воды, поэтому с ее помощью легко варьировать плотности буферов для различных целей. Маннитол, или D-Маннит является одним из сахаров с гидроксильными (ОН-) группами, поэтому имеет некоторые химические свойства спиртов. Молекулярная масса маннитола 82,17 г/моль, плотность 1,489. Маннитол осмотически более активен, чем сахароза, но его использование обусловлено наличием OH--групп, что защищает митохондрии от повреждений радикалами кислорода, особенно гидроксил-радикалами. Среди буферов самым распространенным в биологических исследованиях является Трис-HCl (Tris-HCl). При температуре 25°C он имеет величину рКа = 8,06. Это предполагает, что эффективный предел буферной емкости находится между рН 7,1 и 9,0. Однако многие авторы отмечали неко6
Стр.6
торую токсичность Трис-HCl для митохондрий. Поэтому при работе с митохондриями наибольшей популярностей пользуется ХЕПЕС (HEPES) (4(2-гидроксиэтил)-1-пиперазинэтан-сульфоновая кислота). ХЕПЕС является органическим буфером цвиттер-ионом, то есть в одной молекуле содержатся кислотные и щелочные группы. ХЕПЕС оптимально подходит для сред выделения и инкубации, поскольку он имеет максимальную буферную емкость при рН 3,0 и при нормальном физиологическом значении рН цитоплазмы клеток 7,5. Хелаторы являются обязательными компонентами сред для выделения и инкубации митохондрий. Основное свойство хелаторов заключается в связывании ионов металлов, что имеет большое значение для митохондрий, способных аккумулировать значительное количество ионов Ca2+. Большое количество Ca2+ выделяется при гомогенизации тканей. Это оказывает негативное влияние на целостность внутренней мембраны митохондрий и, как следствие, на качество интактных препаратов митохондрий. ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) представляет собой хелатор с высокой специфичностью для двухвалентных катионов, таких как Cu2+, Zn2+, Mg2+, Ca2+ и Fe2+. Но его использование имеет также негативные последствия для митохондрий, так как удаление ионов Mg2+ ведет к конформационным изменениям, в результате чего протонная проводимость внутренней мембраны увеличивается, и мембранный потенциал падает. Более того, ЭДТА меняет кинетику взаимодействия митохондриальных ферментов с АТФ и АДФ, так как в нормальных условиях АТФ практически полностью находится в комплексе с Mg2+. Именно по этой причине в качестве хелаторов в средах для работы с митохондриями используется не ЭДТА, а ЭГТА. 7
Стр.7
ЭГТА (этиленгликольтетрауксусная кислота) имеет намного большую, в сравнении с ЭДТА, специфичность по отношению к ионам кальция. Специфичность ЭГТА к ионам Mg2+ в 10000 раз ниже, чем к Ca2+. БСА (бычий сывороточный альбумин) не является строго обязательным компонентом сред для работы с митохондриями, но он улучшает качество препаратов, поскольку устраняет разобщающее действие жирных кислот. Рекомендуется использовать БСА только в среде выделения и не добавлять БСА в среду для промывки митохондрий. В живых клетках сывороточные альбумины имеют две главные функции – транспортную и создание так называемого онкотического давления. Классически для выделения митохондрий используется 2 типа сред: среда для выделения (с БСА), в которой производится гомогенизация и первое центрифугирование, и среда для промывки (без БСА), в которой производятся все дальнейшие работы. Измерение биоэнергетических характеристик (кроме поглощения Ca2+) проводят в среде измерения, но также допускается измерение и в среде для выделения (с БСА). Работа 1. Приготовление сред для выделения и работы с митохондриями Материалы и оборудование. Электронные весы; pH-метр; маннитол, сахароза, EGTA, HEPES, БСА, KCl, NaCl, KH2PO4, MgCl2, KOH. Ход работы: Замечание 1. Для выделения митохондрий печени лучше всего использовать чистую сахарозную среду. Это связано с тем, что при гомогенизации печени в гомогенате содержится очень много эритроцитов. Маннитол 8
Стр.8
вызывает набухание эритроцитов, в результате чего избавиться от них без дополнительных процедур достаточно сложно. 1. Рассчитать массу компонентов на объем 300 мл: Табл. 1. Компоненты сред для выделения митохондрий из печени Компонент Сахароза HEPES EGTA Концентрация 250 мМ 10 мМ 1 мМ БСА (только для среды выделения) 2 мг/мл Табл. 2. Компоненты сред для выделения митохондрий из мозга Компонент Маннитол Сахароза HEPES EGTA Концентрация 225 мМ 75 мМ 5 мМ 1 мМ БСА (только для среды выделения) 2 мг/мл Табл. 3. Компоненты сред для измерения биоэнергетических параметров митохондрий (предпочтительно на 100 мл) Компонент KCl HEPES NaCl KH2PO4 Концентрация 125 мМ 20 мМ 14 мМ 4 мМ 9
Стр.9
MgCl2 EGTA 1 мМ БСА (только для среды выделения) 0,2 мМ 1 мг/мл 2. Взвесить необходимое количество компонентов для приготовления среды для выделения и среды для промывки. Растворить в 300 мл дистиллированной воды. 3. Довести значения pH сред до нормального физиологического значения pH цитозоля 7,2 – 7,4, используя сухой KOH. 4. Хранить среды при +4°C в течение нескольких недель. Замечание 2. Все среды рекомендуется хранить в стеклянной таре. Ни в коем случае не допускается ее длительное хранение в пластиковой посуде, так как происходит обогащение среды перекисью водорода. ТЕМА 2. ВЫДЕЛЕНИЕ МИТОХОНДРИЙ ИЗ ПЕЧЕНИ МЫШИ. ИЗМЕРЕНИЕ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА Цель занятия: освоение и закрепление метода выделения интактных митохондрий из печени мыши. Ознакомление с методом измерения мембранного потенциала. Основные теоретические положения: Митохондрии печени имеют уникальные свойства, которых нет у митохондрий других органов. Например, сильная зависимость функций от метаболического состояния органа, что позволяет оценивать влияние тех или иных препаратов на митохондриальные функции. Митохондрии печени обладают высокой устойчивостью к 10
Стр.10

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.
.