Die Beeinflussung plasmamembrangebundener Transportprozesse und des Katalase-Schutzsystems der Hefe Schizosaccharomyces pombe durch oxidativen Stress:
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 1
1.1 UNSER LEBEN MIT SAUERSTOFF 1
1.2 REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES 2
1.2.1 ARTEN, BILDUNG UND ABWEHR REAKTIVER SAUERSTOFF SPEZIES 2
1.2.1.1 DAS SUPEROXIDRADIKAL 5
1.2.1.2 WASSERSTOFFPEROXID 11
1.2.1.3 DAS HYDROXYLRADIKAL 14
1.2.1.4 NICHT-ENZYMATISCHE RADIKALABWEHR DURCH ANTIOXIDANTIEN 17
1.2.1.5 WEITERE ARTEN UND QUELLBN REAKTIVER SAUERSTOFF SPEZIES 22
1.2.2 SCHADEN UND NUTZEN REAKTIVER SAUERSTOFFSPEZIES 23
1.3 DIE REGULATION DER GENEXPRESSION NACH OXIDATIVEM STRESS 29
1.4 ZIELSETZUNG DIESER ARBEIT 31
2.
MATERIAL UND METHODEN 42
2.1 DIE HEFESTAEMME 42
2.2 DIE KULTIVIERUNG DER HEFEN 42
2.3 ERNTE, BELUEFTUNG UND TROCKENGEWICHTSBESTIMMUNG 44
2.4 VITALITAETSTESTS: PLATING-TESTS UND MIKROSKOPISCHE ANALYSE 44
2.5 MESSUNG DER KATALASEAKTIVITAETEN 45
2.5.1 MESSUNG DER KINETISCHEN KATALASEAKTIVITAETEN 46
2.5.2 MESSUNG DER PH-ABHAENGIGKEIT DER KATALASEAKTIVITAET 46
2.5.3 MESSUNG DER KATALASEAKTIVITAET AN ISOLIERTEN PLASMAMEMBRANCN 47
2.6 MESSUNG DER PLASMAMEMBRANFLUIDITAET 47
2.7 MESSUNG DES MONOSACCHARIDTRANSPORTS 48
2.8 MESSUNG DER ^(^-KONZENTRATION 48
2.9 MESSUNG DER ENDOGENEN ATMUNG 48
2.10 MESSUNG DER PLASMAMEMBRANGEBUNDENEN
H+-UND K +-FLUESSE 49
2.11 PRAEPARATION DER PLASMAMEMBRANEN 49
2.12 PROTEINBESTIMMUNG 49
2.13 ATPASE-TEST 50
2.14 EISENNACHWEIS 52
2.15 REKONSTITUTION DER PLASMAMCMBRANVCSIKCL 53
2.16 MESSUNG VON APH UND AN PLASMAMEMBRANVESIKELN 53
2.17 MESSUNG DER LIPIDPEROXIDATION 53
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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2.18 CHEMIKALIEN 54
3. ERGEBNISTEIL 55
TEIL I: DIE EIGENSCHAFTEN DES KATALASESCHULZSYSTEMS BEI 55
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE
UND SACCHAROMYCES CEREVISIAE
3.1 VORVERSUCHE 55
3.1.1 VITALITAETSTCSTS 55
3.1.2 DAS KINETISCHE VERHALTEN DER KATALASEAKTIVITAET IN 57
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE
3.1.3 DER EINFLUSS VON HEMMSTOFFEN UND PH AUF DIE 58
KATALASEAKTIVITAET
3.1.3.1 PH-ABHAENGIGKEIT DER KATALASEAKTIVITAET 59
3.1.3.2 DER EINFLUSS VON HEMMSTOFFEN AUF DIE KATALA&EAKTIVITAET 60
3.2 DIE REAKTION DER KATALASEAKTIVITAET UND PLASMAMEMBRAN- 61
FLUIDITAET AUF BELUEFTUNGSSTRESS MIT UND OHNE SUBSTRAT
3.2.1 AEROBE ANZUCHT 61
3.2.1.1 KRYPTISCHE KATALASEAKTIVITAET 62
3.2.1.2 PATENTE KATALASEAKTIVITAET 63
3.2.1.3 MEMBRANFLUIDITAETSMESSUNGEN UNTER VERSCHIEDENEN
BELUEFTUNGSBEDINGUNGEN 69
3.2.1.4 EXTRAZELLULAERE KATALASEAKTIVITAET 71
3.2.2 ANAEROBE ANZUCHT 73
3.2.2.1 KRYPTISCHE KATALASEAKTIVITAET 74
3.2.2.2 PATENTE KATALASEAKTIVITAET 76
3.2.2.3 EXTRAZELLULAERE KATALASEAKTIVITAET 79
TEIL II: DIE BEEINFLUSSUNG PLASMAMEMBRANGEBUNDENER
80
TRANSPORTPROZESSE DURCH OXIDATIVEN STRESS
3.3 DER EINFLUSS VON WASSERSTOFFPEROXID AUF DEN MONOSACCHARIDTRANSPORT IN
80
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE
3.4 DER EINFLUSS VON WASSERSTOFFPEROXID AUF DIE SUBSTRATINDUZIERTEN H + -
UND K + -FLUESSE 87
DURCH DIE PLASMAMEMBRAN VON
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE
3.5 DER EINFLUSS VON WASSERSTOFFPEROXID AUF DEN ELEKTROCHEMISCHEN H
+ -GRADIENTEN IN 91
PLASMAMEMBRANVESIKELN VON
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE.
3.6 DER EINFLUSS VON OXIDATIVEM STRESS AUF DIE H
+-ATPASE-AKTIVITAET IN ISOLIERTEN 93
PLASMAMEMBRANEN AUR
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE UND DIE PEROXIDATION DER
PLASMAMEMBRANLIPIDE
3.6.1 DER KONZENTRATIONS-UND ZEITABHAENGIGE EINFLUSS VON
WASSERSTOFFPEROXID AUF DIE 93
H
+-ATPASE-AKTIVITAET
3.6.1.1 DER EISENGHALT DER PLASMAMEMBRAN UND DER EINFLUSS DES
EISENKOMPLEXBILDNERS 95
DESFERAL AUF DIE INAKTIVIERUNG DER H
+-ATPASE DURCH WASSERSTOFFPEROXID
3.6.1.2 DER EINFLUSS VON SAUERSTOFFRADIKALFAENGERN AUF DIE INAKTIVIERUNG
DER H
+-ATPASE 97
DURCH WASSERSTOFFPEROXID
3.6.1.3 DER EINFLUSS VON KATALASE AUF DIE INAKTIVIERUNG DER H
+ -ATPASE DURCH 98
WASSERSTOFFPEROXID
3.6.2 DIE BEEINFLUSSUNG DER ENZYMKINETISCHEN PARAMETER K
M UND VMAX DER H + -ATPASE 99
DURCH WASSERSTOFFPEROXID
3.6.3 DIE MESSUNG DER FLUIDITAET UND DER LIPIDPEROXIDATION ISOLIERTER 101
PLASMAMEMBRANFRAGMENTE IN GEGENWART VON WASSERSTOFFPEROXID
3.6.4 DIE BEEINFLUSSUNG DER H
+ -ATPASE DURCH HO* -RADIKALE 103
3.6.4.1 DER EINFLUSS DES EISENKOMPLEXBILDNERS DESFERAL SOWIE DER
SAUERSTOFFRADIKALFAENGER 106
MANNITOL UND TRIS AUF DIE SCHAEDIGUNG DER H T^ATPASE DURCH DIE
FENTON-REAKTION
3.6.4.2 DIE WIRKUNG VON KATALASE UND FE^
+ AUF DIE SCHAEDIGUNG DER H + -ATPASE DURCH DIE 109
FENTON-REAKTION
4. DISKUSSION UND AUASBLICKE FUER WEITERGEHENDE STUDIEN 115
4.1 UEBERLEBENSRATE NACH WASSERSTOFFPEROXIDINKUBATION UND GRUNDLEGENDE
BIOCHEMISCHE 116
EIGENSCHAFTEN DER KATALASEAUSSTATTUNG BEI
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE
4.2 DIE DYNAMISCHE REAKTION DER KATALASEAKTIVITAET UND
PLASMAMEMBRANFLUIDITAET AUF 118
OXIDATIVE BEDINGUNGEN DURCH BELUEFTUNGSSTRESS MIT UND OHNE SUBSTRAT
4.3 DER EINFLUSS VON WASSERSTOFFPEROXID AUF MONOSACCHARIDTRANSPORT UND
126
PLASMAMEMBRANGEBUNDENE IONENFLUESSE BEI GANZEN ZELLEN VON
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE
4.4 DIE BEEINFLUSSUNG DER H + -ATPASE-AKTIVITAET IN ISOLIERTEN
PLASMAMEMBRAN- 130
FRAGMENTEN AUS
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE DURCH UNTERSCHIEDLICHE ARTEN VON
OXIDATIVEM STRESS
4.4.1 DIE BEEINFLUSSUNG DER H
+-ATPASE-AKTIVITAET DURCH WASSERSTOFFPEROXID 130
4.4.3 DIE BEEINFLUSSUNG DER H +-ATPASE-AKTIVITAET DURCH HO*-RADIKALE 133
5. ZUSAMMENFASSUNG 141
6. LITERATURVERZEICHNIS 144 |
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