Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

"Child`s Health" Том 12, №2, 2017

Back to issue

The antioxidant system of the respiratory tract. The intracellular antioxidant protection in the respiratory tract (part 6)

Authors: Абатуров А.Е.(1), Волосовец А.П.(2), Борисова Т.П.(1)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины», г. Днепр, Украина
(2) — Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, Украина

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

В огляді літератури викладені сучасні дані щодо системи пероксиредоксинів у функціонуванні внутрішньоклітинного антиоксидантного захисту в респіраторному тракті. Надані моделі молекулярної структури окремих пероксиредоксинів. Детально розглянуті пероксиредоксинзалежні окислювально-відновні реакції, антиапоптотична дія та інші фізіологічні ефекти системи пероксиредоксинів. Описані модель молекулярної структури і біологічні функції антиоксидантного фактору з опосередкованою дією (APEX-нуклеаза-1/Ref-1).

В обзоре литературы изложены современные данные о системе пероксиредоксинов в функционировании внутриклеточной антиоксидантной защиты в респираторном тракте. Представлены модели молекулярной структуры отдельных пероксиредоксинов. Подробно рассмотрены пероксиредоксинзависимые окислительно-восстановительные реакции, антиапоптотическое действие и другие физиологические эффекты системы пероксиредоксинов. Описаны модель молекулярной структуры и биологические функции антиоксидантного фактора с опосредованным действием (APEX-нуклеаза-1/Ref-1).

The literature review presents the current data about peroxiredoxin system in the functioning of the intracellular antioxidant protection in the respiratory tract. We present a model of the molecular structure of certain peroxiredoxins. The peroxiredoxin-dependent oxidation reactions, antiapoptotic action and other physiological effects of peroxiredoxins system are considered in detail. Model of the molecular structure and biological function of the antioxidant factors with an indirect effect (APEX nuclease 1/Ref-1) are described.


Keywords

антиоксидантна система; респіраторний тракт; внутрішньоклітинний антиоксидантний захист; огляд

антиоксидантная система; респираторный тракт; внутриклеточная антиоксидантная защита; обзор

antioxidant system; respiratory tract; intracellular antioxidant protection; review


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Абатуров А.Е. Антиоксидантная система респираторного тракта. Антиоксидантные эффекторы в надэпителиальном и экстрацеллюлярном пространстве (часть 1) / А.Е. Абатуров, А.П. Волосовец, А.Е. Худяков // Здоровье ребенка. — 2016. — № 3 (71). — С. 161-171.
2. Дырхеева Н.С. Полифункциональная апуриновая/апиримидиновая эндонуклеаза 1 человека: роль дополнительных функций / Н.С. Дырхеева, С.Н. Ходырева, О.И. Лаврик // Молекулярная биология. — 2007. — Т. 41, № 3. — С. 450-466.
3. Калинина Е.В. Участие тио-, перокси- и глутаредоксинов в клеточных редоксзависимых процессах / Е.В. Калинина, Н.Н. Чернов, А.Н. Саприн // Успехи биологической химии. — 2008. — Т. 48. — С. 319-331.
4. Пероксиредоксины — новое семейство антиоксидантных белков / T.M. Шуваева, В.И. Новоселов, E.E. Фесенко, В.M. Липкин // Биоорганическая химия. — 2009. — T. 35, № 5. — C. 581-596. 
5. Altered lung phospholipid metabolism in mice with targeted deletion of lysosomal-type phospholipase A2 / A.B. Fisher, C. Dodia, S.I. Feinstein, Y.S. Ho // J. Lipid. Res. — 2005. — Vol. 46, № 6. — P. 1248-1256. DOI: 10.1194/jlr.M400499-JLR200.
6. Analysis of the peroxiredoxin family: using active-site structure and sequence information for global classification and residue analysis / K.J. Nelson, S.T. Knutson, L. Soito et al. // Proteins. — 2011. — Vol. 79, № 3. — P. 947-964. doi: 10.1002/prot.22936. Epub 2010 Dec 22.
7. Barranco-Medina S. The oligomeric conformation of peroxiredoxins links redox state to function / S. Barranco-Medina, J.J. Lázaro, KJ. Dietz // FEBS Lett. — 2009. — Vol. 583, № 12. — P. 1809-1816. doi: 10.1016/j.febslet.2009.05.029. Epub 2009 May 22.
8. Bhakat K.K. Transcriptional regulatory functions of mammalian AP-endonuclease (APE1/Ref-1), an essential multifunctional protein / K.K. Bhakat, A.K. Mantha, S. Mitra // Antioxid. Redox Signal. — 2009. — Vol. 11, № 3. doi: 10.1089/ARS.2008.2198.
9. Busso C.S. Posttranslational modification of mammalian AP endonuclease (APE1) / C.S. Busso, M.W. Lake, T. Izumi // Cell. Mol. Life Sci. — 2010. — Vol. 67, № 21. — P. 3609–3620. doi: 10.1007/s00018-010-0487-3. Epub 2010 Aug 14.
10. Characterization of the endoribonuclease active site of human apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 / W.C. Kim, B.R. Berquist, M. Chohanm et al. // J. Mol. Biol. — 2011. — Vol. 411, № 5. — P. 960-971. doi: 10.1016/j.jmb.2011.06.050. Epub 2011 Jul 6.
11. Crystal structure of reduced and of oxidized peroxiredoxin IV enzyme reveals a stable oxidized decamer and a non-disulfide-bonded intermediate in the catalytic cycle / Z. Cao, T.J. Tavender, A.W. Roszak et al. // J. Biol. Chem. — 2011. — Vol. 286, № 49. — P. 42257-42266. doi: 10.1074/jbc.M111.298810. Epub 2011 Oct 12.
12. Environmentally persistent free radicals induce airway hyperresponsiveness in neonatal rat lungs / S. Balakrishna, J. Saravia, P. Thevenot et al. // Part. Fibre Toxicol. — 2011. — Vol. 8. — P. 11. doi: 10.1186/1743-8977-8-11.
13. Evolution of the redox function in mammalian apurinic/apyrimidinic endonuclease/ M.M. Georgiadis, M. Luo, R.K. Gaur et al. // Mutat. Res. — 2008. — Vol. 643, № 1–2. — P. 54-63. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2008.04.008. Epub 2008 May 18.
14. Hall A. Typical 2-Cys peroxiredoxins--structures, mechanisms and functions / A. Hall, P.A. Karplus, L.B. Poole // FEBS J. — 2009. — Vol. 276, № 9. — P. 2469-2477. doi: 10.1111/j.1742-4658.2009.06985.x. Epub 2009 Mar 24.
15. Hansen J.M. Nuclear and cytoplasmic peroxiredoxin-1 differentially regulate NF-kappaB activities / J.M. Hansen, S. Moriarty-Craige, D.P. Jones // Free Radic. Biol. Med. — 2007. — Vol. 43, № 2. — P. 282-288. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.04.029.
16. Ishii T. Novel roles of peroxiredoxins in inflammation, cancer and innate immunity / T. Ishii, E. Warabi, T. Yanagawa // J. Clin. Biochem. Nutr. — 2012. — Vol. 50, № 2. — P. 91-105. doi: 10.3164/jcbn.11-109. Epub 2012 Feb 18.
17. Kelley M.R. APE1/Ref-1 role in redox signaling: translational applications of targeting the redox function of the DNA repair/redox protein APE1/Ref-1 / M.R. Kelley, M.M. Georgiadis, M.L. Fishel // Curr. Mol. Pharmacol. — 2012. — Vol. 5, № 1. — P. 36-53. PMCID: PMC3319314.
18. Kim S.Y. Phospholipase A(2) of peroxiredoxin 6 has a critical role in tumor necrosis factor-induced apoptosis / S.Y. Kim, E. Chun, K.Y. Lee // Cell. Death Differ. — 2011. — Vol. 18, № 10. — P. 1573-1583. doi: 10.1038/cdd.2011.21. Epub 2011 Mar 18.
19. Knoops B., Goemaere J., Van der Eecken V., Declercq J.P. Peroxiredoxin 5: structure, mechanism, and function of the mammalian atypical 2-Cys peroxiredoxin // Antioxid. Redox Signal. — 2011. — Vol. 15, № 3. — P. 817-829. doi: 10.1089/ars.2010.3584. Epub 2011 Apr 20.
20. Lowther W.T. Reduction of cysteine sulfinic acid in eukaryotic, typical 2-Cys peroxiredoxins by sulfiredoxin / W.T. Lowther, A.C. Haynes // Antioxid. Redox Signal. — 2011. — Vol. 15, № 1. — P. 99-109. doi: 10.1089/ars.2010.3564. Epub 2010 Dec 17.
21. Migrating leukocytes are the source of peroxiredoxin V during inflammation in the airways / R.I. Krutilina, A.V. Kropotov, C. Leutenegger, V.B. Serikov // J. Inflamm. (Lond). — 2006. — Vol. 3. — P. 13. DOI: 10.1186/1476-9255-3-13.
22. Neumann C.A. Peroxiredoxin 1 and its role in cell signa-ling / C.A. Neumann, J. Cao, Y. Manevich // Cell. Cycle. — 2009. — Vol. 8, № 24. — P. 4072-4078. DOI: 10.4161/cc.8.24.10242.
23. Peroxiredoxin, a novel family of peroxidases / S.G. Rhee, S.W. Kang, T.S. Chang et al. // IUBMB Life. — 2001. — Vol. 52, № 1—2. — P. 35-41. doi: 10.1080/15216540252774748.
24. Peroxiredoxin 1 interacts with androgen receptor and enhan-ces its transactivation / S.Y Park., X. Yu, C. Ip et al. // Cancer. Res. — 2007. — Vol. 67, № 19. — P. 9294-9303. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-07-0651.
25. Peroxiredoxins in the lung with emphasis on peroxiredoxin VI / B. Schremmer, Y. Manevich, S.I. Feinstein, A.B. Fisher // Subcell. Biochem. — 2007. — Vol. 44. — P. 317-344. PMID: 18084901.
26. Peroxiredoxin I is a negative regulator of Th2-dominant allergic asthma / K. Inoue, H. Takano, E. Koike et al. // Int. Immunopharmacol. — 2009. — Vol. 9, № 11. — P. 1281-1288. doi: 10.1016/j.intimp.2009.07.010. Epub 2009 Aug 5.
27. Peroxiredoxin 1 stimulates secretion of proinflammatory cytokines by binding to TLR4 / J.R. Riddell, X.Y. Wang, H. Minderman, S.O. Gollnick // J. Immunol. — 2010. — Vol. 184, № 2. — P. 1022-1030. doi: 10.4049/jimmunol.0901945. Epub 2009 Dec 16.
28. Peroxiredoxin 6 phosphorylation and subsequent phospholipase A2 activity are required for agonist-mediated activation of NADPH oxidase in mouse pulmonary microvascular endothelium and alveolar macrophages / S. Chatterjee, S.I. Feinstein, C. Dodia et al. // J. Biol. Chem. — 2011. — Vol. 286, № 13. — P. 11696-11706. doi: 10.1074/jbc.M110.206623. Epub 2011 Jan 24.
29. Peroxiredoxin functions as a peroxidase and a regulator and sensor of local peroxides / S.G. Rhee, H.A. Woo, I.S. Kil, S.H. Bae // J. Biol. Chem. — 2012. — Vol. 287, № 7. — P. 4403-4410. doi: 10.1074/jbc.R111.283432. Epub 2011 Dec 6.
30. Peroxiredoxin-1, a possible target in modulating inflammatory cytokine production in macrophage like cell line RAW264.7 / Y. Tae Lim, D. Sup Song, T. Joon Won et al. // Microbiol. Immunol. — 2012. — Vol. 56, № 6. — P. 411-419. doi: 10.1111/j.1348-0421.2012.00453.x.
31. Poole L.B. The catalytic mechanism of peroxiredoxins / Flohé L., Harris J.R., editors // Peroxiredoxin Systems. — NY: Springer, 2007. — P. 61-81.
32. Poole L.B. Overview of peroxiredoxins in oxidant defense and redox regulation / L.B. Poole, A. Hall, K.J. Nelson // Curr. Protoc. Toxicol. — 2011. — Chapter 7. — Unit 7.9. doi: 10.1002/0471140856.tx0709s49.
33. PREX: PeroxiRedoxin classification indEX, a database of subfamily assignments across the diverse peroxiredoxin family / L. Soito, C. Williamson, S.T. Knutson et al. // Nucleic Acids Res. — 2011. — Vol. 39(Database issue). — P. D332- D337. doi: 10.1093/nar/gkq1060. Epub 2010 Oct 29.
34. Rhee S.G. Peroxiredoxins: a historical overview and speculative preview of novel mechanisms and emerging concepts in cell signaling / S.G. Rhee, H.Z. Chae, K. Kim // Free Radic. Biol. Med. — 2005. — Vol. 38, № 12. — P. 1543-1552. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2005.02.026.
35. Rhee S.G., Woo H.A. Multiple functions of peroxiredoxins: peroxidases, sensors and regulators of the intracellular messenger H2O2, and protein chaperones / S.G. Rhee, H.A. Woo // Antioxid. Redox Signal. — 2011. — Vol. 15, № 3. — P. 781-794. doi: 10.1089/ars.2010.3393. Epub 2011 Mar 31.
36. Roles of peroxiredoxin 6 in the regulation of oxidative stress to lipopolysaccharide-induced acute lung injury / D. Yang, C.X. Bai, X. Wang et al. // Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. — 2011. — Vol. 34, № 9. — P. 679-683. PMID: 22177494.
37. Structure-based insights into the catalytic power and conformational dexterity of peroxiredoxins / A. Hall, K. Nelson, L.B. Poole, P.A. Karplus // Antioxid. Redox Signal. — 2011. —  Vol. 15, № 3. — P. 795-815. doi: 10.1089/ars.2010.3624. Epub 2011 Apr 20.
38. The many functions of APE1/Ref-1: not only a DNA repair enzyme / G. Tell, F. Quadrifoglio, C. Tiribelli, M.R. Kelley // Antioxid. Redox Signal. — 2009. — Vol. 11, № 3. — P. 601-620. doi: 10.1089/ars.2008.2194.
39. Wood L.G. Biomarkers of lipid peroxidation, airway inflammation and asthma / L.G. Wood, P.G. Gibson, M.L. Garg // Eur. Respir. J. — 2003. — Vol. 21. — P. 177-186. PMID: 12570126.
40. Zhang Y. Anticancer clinical utility of the apurinic/apyrimidinic endonuclease/redox factor-1 (APE/Ref-1) / Y. Zhang, J. Wang // Chin. J. Cancer. — 2010. — Vol. 29, № 3. — P. 333-339. PMID: 20193121.

Similar articles

Mechanisms of inactivation of activated oxygen-containing metabolites by the antioxidant system  of the respiratory tract
Authors: Абатуров А.Е.(1), Волосовец А.П.(2), Борисова Т.П.(1)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины», г. Днепр, Украина
(2) — Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, Украина

"Child`s Health" Том 12, №3, 2017
Date: 2017.06.30
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
The Antioxidant System of the Respiratory Tract. The Intracellular Antioxidant Protection in the Respiratory Tract (Part 4)
Authors: Абатуров А.Е.(1), Волосовец А.П.(2), Борисова Т.П.(1)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины», г. Днепр, Украина
(2) — Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, Украина

"Child`s Health" 8 (76) 2016
Date: 2017.02.02
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
The antioxidant system of the respiratory tract.  The intracellular antioxidant protection in the respiratory tract (part 5)
Authors: Абатуров А.Е.(1), Волосовец А.П.(2), Борисова Т.П.(1)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины», г. Днепр, Украина
(2) — Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, Украина

"Child`s Health" Том 12, №1, 2017
Date: 2017.03.29
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Nosospecific features of redox processes in bronchial asthma  and chronic obstructive pulmonary disease
Authors: Абатуров А.Е.(1), Волосовец А.П.(2), Борисова Т.П.(1)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины», г. Днепр, Украина
(2) — Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, Украина

"Child`s Health" Том 12, №6, 2017
Date: 2017.11.15
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual

Back to issue