Orientador : Lucia Pereira da Silva

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Neste trabalho, apresentamos evidências experimentais suficientes para propor o envolvimento direto do carreador ADP/ATP no processo de abertura do poro dependente de Ca2+, responsável pelo fenômeno de transição de permeabilidade da membrana mitocondrial interna. Comparando a proteção...

Resumo: Neste trabalho, apresentamos evidências experimentais suficientes para propor o envolvimento direto do carreador ADP/ATP no processo de abertura do poro dependente de Ca2+, responsável pelo fenômeno de transição de permeabilidade da membrana mitocondrial interna. Comparando a proteção conferida pelo ADP ¿ substrato do carreador ADP/ATP, ditiotreitol ¿ redutor de grupamentos sulfidrila e butil hidroxitolueno - sequestrador de radicais livres, mostramos que o ADP sempre foi o mais efetivo contra o dano mitocondrial, quando presente no meio de reação desde o inicio. Esta proteção conferida pelo ADP parece ser contra os efeitos específicos do Ca2+ sobre a membrana, independente do agente liberador utilizado ser um oxidante ou fosfato inorgânico. Esses resultados descartaram a possibilidade de um ataque de radicais de oxigênio aos lipídeos ou proteínas da membrana como o evento primário que dispara a permeabilização mitocondrial. Quando pré-incubamos mitocôndrias desenergizadas com Ca2+, mostramos uma diminuição no conteúdo de translocases ativas na membrana, sensível à presença de ciclosporina A. Estes dados indicaram um envolvimento direto do carreador ADP/ATP na abertura do poro dependente de Ca2+. Nossos resultados descartaram também a oxidação de grupos tiólicos desta proteína como a responsável por sua inativação. Nos experimentos com partículas sub-mitocondriais, demonstramos pela primeira vez a abertura do poro dependente de Ca2+, sensível à ciclosporina A também na membrana invertida das partículas, o que descarta definitivamente a interação da ciclofilina com o carreador ADP/ATP como o mecanismo responsável pela abertura do poro dependente de Ca2+. Esses experimentos também forneceram evidências da existência de dois sítios de ligação para Ca2+ na membrana, com efeitos opostos sobre sua abertura. Os resultados apresentados neste trabalho, no seu conjunto, nos permitiram apresentar a nossa hipótese para o mecanismo molecular de abertura do poro dependente de Ca2+, modulado pelo carreador ADP/ATP. Sugerimos que a ligação do Ca2+ ao carreador, quando este está no estado conformacional "c" induz a dissociação da estrutura dimérica funcional desta proteína, transformando gradativamente o próprio carreador ADP/ATP no poro dependente de Ca2+. Palavras Chave: transição de permeabilidade, poro dependente de Ca2+, carreador ADP/ATP, ciclosporina A, permeabilização da membrana mitocondrial interna

Abstract: In this work we presented sufficient experimental evidences to propose the direct involvement of the ADP/ATP carrier in the permeabilization processes of the inner mitochondrial membrane. Comparing the protection conferred by ADP - a subtrate of the ADP/ATP carrier, dithiothreitol - a...

Abstract: In this work we presented sufficient experimental evidences to propose the direct involvement of the ADP/ATP carrier in the permeabilization processes of the inner mitochondrial membrane. Comparing the protection conferred by ADP - a subtrate of the ADP/ATP carrier, dithiothreitol - a disulfide reductant and butylhydroperoxide - a radical scavenger, it was found that ADP was always the most effective against the mitochondrial damage, when present in the incubation medium from the beginning. Our results also indicate that the protection of ADP is against the specific Ca2+ effect in the membrane, independently an pyridine nucleotide oxidant t-butylhydroperoxide or inorganic phosphate were used and discard the possibility of an attack of oxygen radicals on lipids or proteins of the mitochondrial membrane as the primary event that triggers the permeability transition of the inner mitochondrial membrane. Experiments where deenergized mitochondria were preincubated with Ca2+ showed a decrease on the content of active ADP/ATP carrier, indicating a direct involvement of this protein in the formation of an unspecific Ca2+ dependent pore. They also discard the -SH oxidation as a cause of the carrier inactivation. Our experiments with submitochondrial particles provide good evidence for then existence of two binding sites for Ca2+ in the mitochondrial membrane. These resulte also discard cyclophilin as mediator of the pore opening. Key Words: permeability transition, pore Ca2+-dependent, ADP/ATP carrier, cyclosporin A, mitochondrial inner membrane