dc.contributor.author
Charkiewicz, Elzbieta
dc.date.accessioned
2018-06-07T22:51:33Z
dc.date.available
2012-08-24T08:20:04.700Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/9735
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-13933
dc.description.abstract
The skeletal muscle and the lung with regard to their function are influenced
by many exogenous and endogenous factors like free radicals or oxidative
stress. These factors can lead to dysfunctions of this tissues or to diseases.
A number of studies indicated that an amount of metal- or metalloid-binding
proteins play important roles in the degradation of free radicals or in
oxidative stress. The function of trace elements in the cells and tissues is
strongly dependent on their concentrations and chemical species. To this day
it is not known how and how many of these elements are involved in oxidative
stress. In this study the skeletal muscle, lung and spleen of rat and their
subcellular fractions were explored to analyze the concentration of trace
elements to obtain information on their chemical forms and their distribution
in the different cell compartments. Instrumental Neutron Activity Analysis
(INAA) was used for the determination of concentration of the selected
elements like iron, zinc, rubidium, cesium, cobalt, selenium, arsenic and
chromium. The analyzed elements were found to be distributed inhomogeneous in
the examined tissues of rat and their subcellular compartments. In order to
obtain more information about the effect of selenium as antioxidant and also
on selenium-containing proteins and on their possible function in the body,
radiotracer technique had been combined with biochemical separation methods.
The mouse muscle myoblasts cells line C2C12 and human lung epithelial cells
line A549 were labelled with 75Se for this study. The selenium-containing
proteins were identified by autoradiography after the separation of gel
electrophoresis. In the homogenates of the muscle myoblasts cells line more
than eighteen 75Se-containing proteins and in the homogenate of the A549 cells
line more than twenty 75Se -containing proteins were detected. The measured
molecular mass was between 74 – 10 kDa, that is the molecular range of the new
selenium proteins, with pI value between 3.0 and 10 in both cases. The total
antioxidant status in cytosolic fractions of skeletal muscle, lung and spleen
of rats fed with a selenium deficient diet and a selenium sufficient diet was
measured with the ABTS assay. The study showed that the selenium status has no
effect on the whole antioxidative activity. In the cytosol of skeletal muscle,
lung and spleen of the rat no differences between the selenium deficient and
sufficient animals were observed with regard to the total antioxidant status.
High performance liquid chromatography (HPLC) linked to inductive coupled
plasma was used to examine the trace element-containing proteins in the
cytosol fraction of the skeletal muscle, lung and spleen of rats. Iron, zinc,
copper, manganese, molybdenum, nickel, cadmium, cobalt, lanthanum, arsenic,
selenium and vanadium were found in the cytosol of the reviewed tissue in
protein-bound form. In the second part of the study PON 1 was investigated.
The discovery of PON 1 in the skeletal muscle raises the question if this
enzyme has further important functions in the organism. The finding of
variable elements in this protein by applying SECI-ICP-MS suggests that this
enzyme has probably more than one function in the organism. The protein was
observed in plasma and in other tissues such as skeletal muscle, lung and in
the cell lines.
de
dc.description.abstract
Der Skelettmuskel und die Lunge sind in Bezug auf ihre Funktion stark
beeinflusst von vielen endogenen und exogenen Faktoren, wie zum Beispiel
Freien Radikalen oder oxidativem Stress. Diese Faktoren können zu
Funktionsstörungen oder Krankheiten der beiden Organe führen. Viele Studien
zeigen, dass metall- oder metalloid-haltige Proteine eine wichtige Rolle beim
Abbau von Freien Radikalen oder oxidativem Stress spielen. Die Funktionen von
Spurenelementen in Zelle und Körper sind stark abhängig von ihren
Konzentrationen und ihrer chemischen Form. Bis Heute ist unbekannt wie und wie
viele dieser Elemente im oxidativen Stress verwickelt sind. In dieser Arbeit
wurden der Skelettmuskel, die Lunge und die Milz von Ratten und deren
subzellulären Fraktionen untersucht, um Informationen über die Konzentration
und Verteilung von Spurenelementen zu erhalten. Instrumentelle
Neutronenaktivierungsanalyse (INAA) wurde eingesetzt, um die Konzentrationen
der Spurenelemente Eisen, Zink, Rubidium, Cäsium, Kobalt, Selen, Arsen und
Chrom zu bestimmen. Um weitere Informationen über den Einfluss von Selen als
Antioxidant und von Selenoproteinen und ihren möglichen Funktionen in den
untersuchten Geweben und Zelllinien zu erhalten, wurde die Radiotracer-Methode
mit biochemischen Methoden kombiniert. Für diese Experimente wurden die
Myoblasten der Maus-Zelllinie C2C12 und der humanen Lungen-Epithelia Zelllinie
A549 in vitro mit 75Se markiert. Die Selenoproteine wurden nach der Trennung
mit Gelelektrophorese mit Hilfe von Autoradiogrammen identifiziert. Achtzehn
Se-Proteine in der C2C12 Zelllinie und mehr als zwanzig Se-Proteine in der
A549 Zelllinie wurden mit molekularen Massen zwischen 74 und 10 kDa und pI-
Werten von 3 bis 10 detektiert. Der gesamte antioxidative Status wurde im
Zytosol des Skelettmuskels, der Lunge und der Milz von selenadäquat und
selenmangelernährten Ratten mit Hilfe der ABTS Methode bestimmt. In dieser
Arbeit wird gezeigt, dass der Selenstatus auf den gesamten antioxidativen
Status keinen Einfluss hat. Im Zytosol von Skelettmuskel, Lunge und Milz von
Ratten wurden keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen in Bezug auf den
gesamten antioxidativen Status nachgewiesen.
Hochleistungsflüssigkeitschromatograph (HPLC) mit Kopplung an die ICP-MS wurde
zur Untersuchung von metallhaltigen Proteinen im Zytosol von Skelettmuskel,
Lunge und Milz von Ratten eingesetzt. Eisen, Zink, Kupfer, Mangan, Molybdän,
Nickel, Kadmium, Kobalt, Lanthan, Arsen, Selen und Vanadium wurden in
proteingebundener Form gefunden. In dem nächsten Teil der Arbeit wurde PON 1
untersucht. Der Fund von PON 1 im Skelettmuskel wirft die Frage auf, ob das
Protein weitere wichtige Funktionen im Körper hat. Mit Hilfe von SECI-ICP-MS
wurde nachgewiesen, dass verschiedene Elemente in proteingebundener Form
vorliegen. Das kann darauf hinweisen, dass das Protein im Körper vermutlich
mehr Funktionen hat. In dieser Studie wurde das Protein in Human Plasma und
auch in Skelettmuskel, Lunge und Milz von Ratten und in Zelllinien
nachgewiesen.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
trace element proteins
dc.subject
total antioxidant status
dc.subject
skeletal muscle
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::572 Biochemie
dc.title
Identification of antioxidant active trace element proteins in animal cells
and human cell lines using bioanalytical methods
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Ulrich Abram
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Nora Graf
dc.date.accepted
2012-06-25
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000038680-3
dc.title.translated
Identifizierung antioxidativ wirkender Spurenelementproteine in tierischen
Geweben und Human-Zelllinien mittels bioanalytischer Verfahren
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000038680
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000011920
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access