Изучение свободнорадикальной фрагментации липидов в модельных мембранах E. сoli методом МАЛДИ масс-спектрометрии

Abstract

Escherichia coli, наиболее изученные прокариоты, служат модельными объектами при исследовании фундаментальных жизненных процессов, в том числе окислительного стресса в биосистемах. Мембраны E. coli содержат три основных фосфолипида: фосфатидилэтаноламин, фосфатидилглицерин (ФГ) и кардиолипин (КЛ). ФГ и КЛ способны подвергаться свободнорадикальной фрагментации в полярной части. Ключевой стадией этого процесса является распад α-гидроксилсодержащих углеродцентрированных радикалов с разрывом двух β-связей. Методом МАЛДИ массспектрометрии в комбинации с тонкослойной хроматографией было установлено, что действие систем Fe2+(Cu2+)/H2O2/аскорбат на модельные мембраны E. сoli сопровождается накоплением фосфатидной кислоты. Полученные результаты в совокупности с данными по радиолизу сходных соединений указывают на то, что источником фосфатидной кислоты является фрагментация ФГ и КЛ, индуцированная радикалами HO• в их полярной части.

Escherichia coli, one of the best-characterized prokaryotes, has served as a model organism for the studies of fundamental life processes including oxidative stress in biosystems. E. coli membranes contain three major phospholipids: phosphatidylethanolamine, phosphatidylglycerol (PG) and cardiolipin (CL). PG and CL can undergo free-radical fragmentation in the polar part. The key stage of this process is the decomposition of α-hydroxyl-containing carbon-centered radicals involving a rupture of two β-bonds. It has been shown using MALDI-TOF mass-spectrometry and its combination with thin-layer chromatography that the action of the Fe2+(Cu2+)/H2O2/ascorbate systems on model E. coli membranes results in the formation of phosphatidic acid. These data, when combined with the results obtained on radiolysis of similar substances, allowed us to conclude that the formation of phosphatidic acid occurs via an HO•-induced fragmentation taking place in polar moiety of PG and CL.