Биофизические механизмы апоптоза, которые характеризуется увлечением пероксидазной активности цитохрома С после его взаимодействия с митохондриальными фосфолипидам сегодня достаточно хорошо изучены. Сегодня внимание ученых во всем мире привлечено к исследованию молекулярных и клеточных механизмов ферроптоза связанных с действием свободного железа.Так очень затруднительным является вопрос об источнике свободного железа, который является катализатором перекисного окисления биологических мембран, которое происходит при ферроптозе [2].

Целью данной работы было исследование между способностью цитохрома с терять ион железа при возрастающих концентрациях пероксида водорода, а также изменением его пероксидазной активности на протяжении данного процесса. Полученные зависимости сравнивались как для образцов содержащих только цитохром с, так и для цитохрома с образующего комплексы с различными анионными фосфолипидами (фосфатидилхолином, кардиолипином и фосфатидной кислотой).

Оценка содержания ионов железа в цитохроме С выполнялась при помощи спектрофотометрии (по интенсивности полосы Соре), эти спектры сравнивались кинетической кривой люминол-зависимой хемилюминесценции, отражающей пероксидазную активность цитохрома С

Хорошо известно, что при взаимодействиии высокой концентрации перекиси водорода с цитохромом С происходит падение полосы Соре при 410 нм, что и объясняет выход гемового железа, который может влиять на развитие ферроптотических процессов. Было показано, падение полосы Соре цитохрома с в присутствии фосфатидной кислоты начинается много быстрее (при концентрациях пероксида водорода 300 мкМ и цитохрома с 5 мкМ), чем в контрольных образцах, где изменение поглощения начиналось с 500мкМ концентраций пероксида. При этом также было видно, что образцы содержащие фосфатидную кислоту сначала (до начала падения полосы Соре) уже проявляют пероксидазную активности, которая была примерно в 10 раз выше, чем у комплексов цитохрома с с фосфатидилхолином.

В результате проведенных экспериментов было показано, что снижение интенсивности полосы Соре сопровождается увеличением интенсивности хемилюминесценции, что в свою очередь говорит о повышении пероксидазной активности цитохрома С, сопровождающим в т.ч. выход железа из гема.

Таким образом, показано, что цитохром С при взаимодействии с перекисью водорода способствовует повышению концентрации железа, что в свою очередь может индуцирует процесс ферроптоза.

Библиографические ссылки

1. Kagan V. E. et al. Redox phospholipidomics of enzymatically generated oxygenated phospholipids as specific signals of programmed cell death //Free Radical Biology and Medicine. – 2020. – Т. 147. – С. 231-241

2. Ursini F., Maiorino M. Lipid peroxidation and ferroptosis: The role of GSH and GPx4 //Free Radical Biology and Medicine. – 2020. – Т. 152. – С. 175-185

The biophysical mechanisms of apoptosis, which are characterized by an increase in the peroxidase activity of cytochrome C after its interaction with mitochondrial phospholipids, are now well understood. Today, the attention of scientists around the world is drawn to the study of the molecular and cellular mechanisms of ferroptosis associated with the action of free iron. So the question of the source of free iron, which is a catalyst for the peroxidation of biological membranes that occurs during ferroptosis, is very difficult [2].



The aim of this work was to investigate between the ability of cytochrome c to lose an iron ion at increasing concentrations of hydrogen peroxide, as well as the change in its peroxidase activity during this process. The dependences obtained were compared both for samples containing only cytochrome c and for cytochrome c forming complexes with various anionic phospholipids (phosphatidylcholine, cardiolipin, and phosphatidic acid).

The assessment of the content of iron ions in cytochrome C was performed using spectrophotometry (by the intensity of the Soret band), these spectra were compared with the kinetic curve of luminol-dependent chemiluminescence, reflecting the peroxidase activity of cytochrome C



It is well known that when a high concentration of hydrogen peroxide interacts with cytochrome C, the Soret band at 410 nm decreases, which explains the release of heme iron, which can affect the development of ferroptotic processes. It was shown that the decrease in the Soret band of cytochrome c in the presence of phosphatidic acid begins much faster (at hydrogen peroxide concentrations of 300 μM and cytochrome c 5 μM) than in control samples, where the change in absorption began at 500 μM peroxide concentrations. It was also seen that samples containing phosphatidic acid initially (before the Soret band began to fall) already exhibited peroxidase activity, which was about 10 times higher than that of complexes of cytochrome c with phosphatidylcholine.

As a result of the experiments, it was shown that a decrease in the intensity of the Soret band is accompanied by an increase in the intensity of chemiluminescence, which in turn indicates an increase in the peroxidase activity of cytochrome C, which accompanies, incl. release of iron from heme.



Thus, it has been shown that cytochrome C, when interacting with hydrogen peroxide, contributes to an increase in the concentration of iron, which in turn can induce the process of ferroptosis.



Bibliographic references



1. Kagan V. E. et al. Redox phospholipidomics of enzymatically generated oxygenated phospholipids as specific signals of programmed cell death //Free Radical Biology and Medicine. - 2020. - T. 147. - S. 231-241



2. Ursini F., Maiorino M. Lipid peroxidation and ferroptosis: The role of GSH and GPx4 // Free Radical Biology and Medicine. - 2020. - T. 152. - S. 175-185