Дослідження In Silico особливостей функціонування та будови еритроцитарної метаболічної мережі в поєднанні з циклом метіоніну
Ключові слова:
еритроцити; метіонін; гомоцистеїн; модель; SAMАнотація
В даному дослідженні подана інформація про біохімічні процеси, які відбуваються в межах зрілого еритроцита. Мета роботи полягала в розробці математичної метаболічної моделі еритроцитів, яка б включала маловивчені метаболічні шляхи: гомоцистеїну, метіоніну, фолатів, при цьому повністю враховувала всі відомі особливості біохімічного складу еритроцитів. Розроблена метаболічна математична модель складається з трьох циклів: циклу метаболізму аденінових нуклеотидів, циклу синтезу глутатіону та циклу метіоніну на основі точних кінетичних рівнянь у програмі COPASI. За допомогою моделювання досліджено вплив метіоніну і окисного навантаження на розподіл метаболічних потоків в еритроцитах.
Посилання
Wijk R., Solinge W. W. The energy-less red blood cell is lost: erythrocyte enzyme abnormalities of glycolysis. Blood. 2005. №106(13). Р. 4034–4042.
Bakhtiari N., Hosseinkhani S., Larijani B., Mohajeri-Tehrani M. R., Fallah A. Red blood cell ATP/ADP & nitric oxide: The best vasodilators in diabetic patients. Journal of diabetes and metabolic disorders. 2012. №11(1). Р. 9.
Franco R., Navarro G., & Martínez-Pinilla E. Antioxidant Defense Mechanisms in Erythrocytes and in the Central Nervous System. Antioxidants (Basel, Switzerland). 2019. №8(2). Р.46.
Ku Youn Baik, Yoon Ho Huh, Yong Hee Kim, Jeongho Kim, Min Su Kim, Hun-Kuk Park, Eun Ha Choi, Byoungchoo Park, The Role of Free Radicals in Hemolytic Toxicity Induced by Atmospheric-Pressure Plasma Jet. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. vol. 2017. Р.11. Article ID 1289041.
Schuster S., Kenanov D. Adenine and adenosine salvage pathways in erythrocytes and the role of S-adenosylhomocysteine hydrolase A theoretical study using elementary flux modes. FEBS Journal. 2005. № 272. Р. 5278–5290.
Kinoshita A., Tsukada K., Soga T., Hishiki T., Ueno Y., Nakayama Y., Tomita M., Suematsu M. Roles of hemoglobin Allostery in hypoxia-induced metabolic alterations in erythrocytes: simulation and its verification by metabolome analysis. J Biol Chem. 2007. №282, (14). P.10731–10741.
Joshi A, Palsson B. O. Metabolic dynamics in the human red cell. Part III--Metabolic reaction rates. J Theor Biol. 1990. № 142(1). Р.41–68.
Ataullakhanov F. I. A possible role of adenylate metabolism in human erythrocytes: Simple mathematical model. F. I. Ataullakhanov, S. V. Komarova, V. M. Vitvitsky. J. Theor. Biol. 1996. № 179. P. 75–86.
Ataullakhanov F. I., Komarova S. V., Martinov M. V., Vitvitsky V. M. A possible role of adenylate metabolism in human erythrocytes. 2. Adenylate metabolism is able to improve the erythrocyte volume stabilization. J. Theor. Biol. 1996. № 183. P. 307–316.
Raftos J. E., Whillier S., Kuchel P. W. Glutathione synthesis and turnover in the human erythrocyte: alignment of a model based on detailed enzyme kinetics with experimental data. The Journal of biological chemistry. 2010. № 285(31). Р. 23557–23567.
Ng C. F, Schafer F. Q., Buettner G. R., Rodgers V. G. The rate of cellular hydrogen peroxide removal shows dependency on GSH: Mathematical insight into in vivo H2O2 and GPx concentrations. Free Radical Research. 2007. № 41(11). P.1201–1211.
Holzhütter H. G. The principle of flux minimization and its application to estimate stationary fluxes in metabolic networks. Eur. J. Biochem. 2004. № 271. P. 2905–2922. 13. Mendes P., Hoops S., Sahle S., Gauges R., Dada J., Kummer U. Computational modeling of biochemical networks using COPASI. Methods in Molecular Biology, Systems Biology. 2009. № 500. P. 17–59.
Reed M. C., Thomas R. L., Pavisic J., James S. J., Ulrich C. M., Nijhout H. F. A mathematical model of glutathione metabolism. Theoretical biology & medical modelling. 2008. Р. 5–8.
Ekegren T., Askmark H., Aquilonius S.M., Gomes-Trolin C. Methionine adenosyltransferase activity in erythrocytes and spinal cord of patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis. Exp Neurol. 1999. № 158(2). Р. 422 – 7.
Seneviratne C. K., Li T., Khaper N., Singal P. K. Effects of methionine on endogenous antioxidants in the heart. Am J Physiol. 1999. №277(6). Р. 2124.
