In vitro effects of L-arginine on lysosomal cysteine proteases activity in isolated experiment and in the state of oxidative stress

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. Assessment of direct influence of arginine on lysosomal cysteine proteases activity in vitro, in isolation as well as the stimulation of oxidative stress.

Methods. The study was conducted on the 72 female conventional mature Wistar rats 280-320 g divided into 6 series of 12 rats each. Lysosome slurries were isolated from the liver of intact animals with a subsequent in vitro incubation in a sucrose solution, in the presence of L-arginine, as well as in the presence of L-arginine accompanied by the stimulation of oxidative stress. Samples of control groups were exposed in vitro with the addition of isolate and oxidant, respectively. Each batch was reproduced three times, incubation was performed at 37 °C in a water bath for 1, 2 and 4 hours. The activity of cathepsins B, L and H was studied using spectrofluorimetric method in two fractions - intra- and extralysosomal. Acid phosphatase activity was used as the main marker of membrane labialization.

Results. One hour Incubation with 5 mM arginine in vitro led to inhibition of the cathepsin H activity and lysosomal membrane damage, however, further increase in incubation time led to its stabilization. In vitro exposure to 5 mM H2O2 caused an increase in activity of cathepsines B and L and the drop in the cathepsin H activity without obvious changes in the distribution of enzymes between extra and intralysosomal fractions. In a state of oxidative stress 2-hour in vitro incubation with 5 mM arginine reduced the permeability of lysosomal membranes for cathepsines B, H and L; while 4-hour incubation led to the destabilization of lysosomal membranes.

Conclusion. The direct effect of arginine at a concentration of 5 mM within the 1,2 and 4-hour time intervals leads to a distinct change as a lysosomal cysteine protease activity and stability of lysosomal membranes.

About the authors

M A Fomina

Ryazan State Medical University after I.P. Pavlov, Ryazan, Russia

Author for correspondence.
Email: anyakudlaeva@mail.ru

A M Kudlaeva

Ryazan State Medical University after I.P. Pavlov, Ryazan, Russia

Email: anyakudlaeva@mail.ru

References

  1. Арапова А.И., Фомина М.А. Эффекты l-аргинина на состояние лизосомального цистеинового протеолиза сердечной и скелетной мышц // Фундаментал. исслед. - 2014. - №10. - С. 1269-1273.
  2. Васильева О.С. Комплексное участие цистеиновых катепсинов в раковой прогрессии [Электронный ресурс] // Электрон. научн. ж. «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 677. - http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2009/055.pdf (дата обращения: 07.12.2014).
  3. Дилакян Э.А., Цветкова И.В. Лизосомные цистеиновые протеиназы при неопластической трансформации // Биомед. хим. - 2005. - Т. 51, вып. 5. - С. 485-500.
  4. Пупышев А.Б. Пермеабилизация лизосомных мембран как апоптогенный фактор // Цитология. - 2011. - Т. 53, №4. - С. 313-324.
  5. Степанов Ю.М., Кононов И.Н., Журбина А.И., Филиппова А.Ю. Аргинин в медицинской практике (обзор литературы) // Ж. АМН України. - 2004. - Т. 10, №1. - С. 340-352.
  6. Barrett A.J., Kirschke H. Cathepsin B, cathepsin H, cathepsin L // Methods in Enzymol. - 1981. - Vol. 80. - P. 535-561. http://dx.doi.org/10.1016/S0076-6879(81)80043-2
  7. Felbor U., Dreier L., Bryant R.A. et al. Secreted cathepsin L generates endostatin from collagen XVIII // EMBO J. - 2000. - Vol. 19, N 6. - P. 1187-1194. http://dx.doi.org/10.1093/emboj/19.6.1187
  8. Hamel F.G., Upward J.L., Siford G.L. et al. Inhibition of proteasome activity by selected amino acids // Metabolism. - 2003. - Vol. 52, N 7. - Р. 810-814. http://dx.doi.org/10.1016/S0026-0495(03)00094-5
  9. Horn M., Pavlik M., Doleckova L. et al. Arginine-based structures are specific inhibitors of cathepsin C. Application of peptide combinatorial libraries // Eur. J. Biochem. - 2000. - Vol. 267, N 11. - Р. 3330-3336. http://dx.doi.org/10.1046/j.1432-1327.2000.01364.x
  10. Shaw E., Kettner C. The specificity of cathepsin B // Acta Biol. Med. Ger. - 1981. - Vol. 40, N 10-11. - Р. 1503-1511.
  11. Terman А., Kurz T., Gustafsson B. et al. Lysosomal labilization // IUBMB Life. - 2006. - Vol. 58, N 9. - P. 531-539. http://dx.doi.org/10.1080/15216540600904885
  12. Zhang L., Lockwood T.D. Phenylalaninylargininylarginine: a novel tripeptide exerting Zn(2+)-dependent, insulin-mimetic inhibitory action on myocardial proteolysis // Biochem J. - 1993. - Vol. 293, pt. 3. - Р. 801-805. http://dx.doi.org/10.1042/bj2930801

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

© 2015 Fomina M.A., Kudlaeva A.M.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».