Οι πολυαμίνες είναι μικρά κατιοντικά μόρια απαραίτητα για την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των κυττάρων. Εμπλέκονται σε ένα μεγάλο αριθμό κυτταρικών διεργασιών και παίζουν σημαντικό ρόλο στην κυτταρική άμυνα έναντι του οξειδωτικού στρες. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να μελετηθεί η διακύμανση στην ενδοκυτταρική συγκέντρωση των πολυαμινών σε κατάσταση οξειδωτικού στρες που προέρχεται από έκθεση σε κάδμιο. / Polyamines, which are small poly-cation molecules, play an important role in cell defense against various kinds of environmental stress. The aim of this study was to investigate how cadmium-induced oxidative stress affects polyamine content in cells, in order to explore the possibility to be used as a biomarker of oxidative stress. To this end, experimental studies were carried out in mussel Mytilus galloprovincialis exposed in aquarium for 15 days to 100 μg/l Cd2+.

Το 15-20% των ζευγαριών αντιμετωπίζουν προβλήματα τεκνοποίησης, με την υπογονιμότητα να ορίζεται ως η αδυναμία σύλληψης μετά από ένα έτος συχνών σεξουαλικών επαφών χωρίς τη χρήση αντισυλληπτικών μεθόδων. Η κιρσοκήλη αποτελεί τη συχνότερη διορθώσιμη αιτία ανδρικής υπογονιμότητας. Η επίπτωσή της στο γενικό πληθυσμό κυμαίνεται στο 10-15%, ενώ στους υπογόνιμους άνδρες στο 30%. Ορίζεται ως η παθολογική κιρσοειδής ανεύρυνση του οσχεϊκού τμήματος των φλεβών του σπερματικού τόνου (ελικοειδούς πλέγματος) και εμφανίζεται εκλεκτικότερα αριστερά. Ο ακριβής μηχανισμός με τον οποίο επηρεάζει τη σπερματογένεση δεν είναι πλήρως διευκρινισμένος. Ιδιαίτερο ρόλο, σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες, φαίνεται να διαδραματίζει το οξειδωτικό stress. Αυτό προκύπτει από ανισσοροπία μεταξύ παραγωγής Reactive Oxygen Species (ROS) και επαρκούς εξουδετέρωσής τους από αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς. Το οξειδωτικό stress πηγάζει από πολυάριθμες πηγές δημιουργίας στο ανδρικό αναπαραγωγικό σύστημα και προκαλεί υπογονιμότητα με δύο βασικούς μηχανισμούς: 1) Βλάβη στο DNA των σπρματοζωαρίων 2) Βλάβη στη μεμβράνη των σπρματοζωαρίων. Η αιτιολογία της αύξησης του οξειδωτικού στρες σε σχέση με τη κιρσοκήλη παραμένει αδιευκρίνιστη (ενοχοποιούνται κυτταροκίνες, το ΝΟ, η λεπτίνη κ.α.). Υπάρχουν διάφοροι μέθοδοι προσδιορισμού της οξειδωτικής βλάβης τόσο στη φλεβική κυκλοφορία όσο και στο σπέρμα, χωρίς ωστόσο να αποτελούν εξετάσεις ρουτίνας στα ανδρολογικά εργαστήρια. Από τους in vivo χρησιμοποιούμενους αντιοξειδωτικούς παράγοντες σημαντικότεροι είναι η Βιταμίνη Ε, C και το Coenzyme Q-10. Βελτιώνουν την ποιότητα του σπέρματος, ενώ είναι λιγότερο εμφανές κατά πόσο οδηγούν και σε αύξηση του ποσοστού των κυήσεων. Η περαιτέρω κατανόηση του ρόλου του οξειδωτικού stress έχει να προσφέρει πολλά στην ακριβέστερη γνώση των μοριακών μηχανισμών με τους οποίους η κιρσοκήλη οδηγεί σε υπογονιμότητα. Αυτό είναι απαραίτητο για να μπορέσουμε μελλοντικά αφενός να προβλέπουμε τις πιθανότητες αποκατάστασης της γονιμότητας μετά τη χειρουργική αντιμετώπιση και αφετέρου να ανευρεθεί ο τρόπος με τον οποίο οι εναλλακτικοί-επικουρικοί τρόποι θεραπείας (π.χ. η χορήγηση αντιοξειδωτικών συμπληρωμάτων) θα έχουν το βέλτιστο αποτέλεσμα. / 15-20% of the couples face the problem of fertility. Infertility is the incapability of conception, after one year of frequent trying without using any means of contraception. Varicocele is the most frequent curable reason of male infertility. It is found in the 10-15% of general population and in the 30% of infertile men.It is an abnormal enlargement of the vein that is in the scrotum draining the testicles. Varicole causes infertility in a way that it is not completely understood. According to recent studies, oxidative stress seems to play an important role. Oxidative stress is due to the imbalance between production of Reactive Oxygen Species (ROS) and antioxidant mechanisms. It causes infertility with 2 basical ways:1)Damage in the DNA of sperm 2)Damage in their membrane. It is not known the way by which oxidative stress is induced in patients with varicocele (maybe IL-1,leptin or NO are responsible). There are several ways of measuring oxidative stress in sperm. However they cannot be used in everyday practice. Vitamin E,C and Coenzyme Q-10 are the most widely used in vivo antioxidant supplements. Although they make better the sperm parameters they don't rise ,for sure, the rate of pregnancy. The better knowledge,in the future, of the role of oxidative stress in patients with varicocole can help finding the way by which means of cure such as antioxidant supplements can have the best result.

Το οξειδωτικό στρες είναι μια κατάσταση στην οποία βρίσκονται τα κύτταρα όταν σε αυτά οι αντιοξειδωτική άμυνα υπερκεράζεται έναντι των οξειδωτικών εκθέσεων των κυττάρων και χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση ελευθέρων ριζών οι οποίες στη συνέχεια προκαλούν καταστροφές στα βιομόρια του κυττάρου (λιπίδια, νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες). Το οξειδωτικό στρες φαίνεται να εμπλέκεται στους μηχανισμούς τόσο φυσιολογικών (διαφοροποίηση, γήρανση), όσο και παθολογικών καταστάσεων (νευροεκφυλιστικές παθήσεις). Σε περίπτωση έντονου οξειδωτικού στρες εξαιτίας φυσιολογικών ή παθολογικών ερεθισμάτων στα κύτταρα επέρχονται βλάβες σε μόρια, όπως οι πρωτεΐνες. Ως εκ τούτου η ακριβής ποσοτικοποίηση της πρωτεϊνικής υπεροξείδωσης με μεθόδους που εξειδικευμένα ποσοτικοποιούν συγκεκριμένες αλλαγές, όπως τη δημιουργία των πρωτεϊνικών καρβονυλομάδων, είναι χρήσιμες για την εκτίμηση της έκτασης της βλάβης. Οι καρβονυλομάδες δημιουργούνται σε συγκεκριμένα αμινοξέα των πρωτεϊνών (λυσίνη, αργινίνη, προλίνη και θρεονίνη [1]), ύστερα από έκθεση των κυττάρων/οργανισμών σε συνθήκες υψηλού οξειδωτικού στρες. Για την ποσοτικοποίησή τους, η κλασική φωτομετρική μέθοδος, που στηρίζεται στην αντίδραση των καρβονυλομάδων με το αντιδραστήριο 2,4,-dinitrophenylhydrazine (DNPH) παρουσιάζει αρκετά μειονεκτήματα. Τα βασικότερα είναι: (1) η μη φωτομετρική διάκριση της προκύπτουσας υδραζόνης από το ελεύθερο DNPH, σε συνδυασμό με την απομόνωσή του μέσω πρωτεϊνικής καταβύθισης και αναποτελεσματικού πλυσίματος του πρωτεϊνικού ιζήματος για την απομάκρυνση του μη ειδικά συνδεδεμένου DNPH στην πρωτεΐνη, και (2) η υδρόλυση του δεσμού της υδραζόνης σε όξινο pH. Ως εκ τούτου, η κλασική μέθοδος του DNPH παρουσιάζει προβλήματα επαναληψιμότητας και ακρίβειας. H παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή στοχεύει στην ανάπτυξη μιας νέας ευαίσθητης και απλής μεθοδολογίας με βάση το αντιδραστήριο DNPH για την ποσοτικοποίηση των πρωτεϊνικών καρβονυλίων σε δείγματα ιστών, η οποία θα αντιμετωπίζει τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα της κλασικής φωτομετρικής μεθόδου. Τα αποτελέσματα της διατριβής έχουν ευρεία βιολογική σημασία εξαιτίας του ότι η νέα μέθοδος (αλκαλική DNPH μέθοδος) μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα μεγάλο εύρος βιολογικών δειγμάτων, κάνοντας τις πρωτεϊνικές καρβονυλομάδες έναν αξιόπιστο δείκτη του οξειδωτικού στρες. / Oxidative stress is a condition where the cells are characterized by low antioxidant defense, which leads to the generation of oxygen/nitrogen free radicals that damage the central molecules of the cell (lipids, nucleic acids, proteins). Oxidative stress is involved in both physiological (e.g. differentiation, aging) and pathological conditions (e.g. neurodegenerative diseases). In case of severe oxidative stress due to physiological or pathological parameters in the cells, proteins and other macromolecules are damaged. Therefore, the accurate quantification of protein peroxidation with assays for specific oxidative modifications such as protein carbonyls is very important for the evaluation of the extent of damage. Carbonyl groups are formed in certain amino acids of proteins (lysine, arginine, proline, and threonine residues [1]), following the exposure of cells/organisms to high oxidative stress conditions. For their quantification, the standard photometric method, based on the reaction of carbonyl groups with the reagent 2,4,-dinitrophenylhydrazine (DNPH) presents several disadvantages. The main disadvantages are: (1) the non-photometric differentiation of the protein-DNPH hydrazone from free DNPH, coupled with its isolation via protein precipitation and ineffective washing of the protein precipitate to remove non-specifically bound DNPH to the protein, and (2) the hydrolysis of the hydrazone bond at acidic pH. Therefore, the standard DNPH assay cannot be used accurately. The present study aims to develop a novel sensitive and simple DNPH-based methodology for the quantification of the protein carbonyls in tissue samples, which overcomes all the aforementioned disadvantages. The findings presented here are very important because the new assay (alkaline DNPH assay) is applicable to a wide spectrum of biological samples, making protein carbonyls a very reliable marker of oxidative stress.

Το οξειδωτικό στρες είναι μια κατάσταση στην οποία βρίσκονται τα κύτταρα όταν σε αυτά η αντιοξειδωτική άμυνα υπερκεράζεται έναντι των οξειδωτικών εκθέσεων των κυττάρων και χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση ελευθέρων ριζών οι οποίες στη συνέχεια προκαλούν καταστροφές στα βιομόρια του κυττάρου (λιπίδια, νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες). Το οξειδωτικό στρες φαίνεται να εμπλέκεται στους μηχανισμούς τόσο φυσιολογικών (διαφοροποίηση, γήρανση), όσο και παθολογικών καταστάσεων (νευροεκφυλιστικές παθήσεις). Σε περίπτωση έντονου οξειδωτικού στρες εξαιτίας φυσιολογικών ή παθολογικών ερεθισμάτων στα κύτταρα επέρχονται βλάβες σε μόρια, όπως οι πρωτεΐνες. Ως εκ τούτου η ακριβής ποσοτικοποίηση της πρωτεϊνικής υπεροξείδωσης με μεθόδους που εξειδικευμένα ποσοτικοποιούν συγκεκριμένες αλλαγές, όπως τη δημιουργία των πρωτεϊνικών καρβονυλομάδων, είναι χρήσιμες για την εκτίμηση της έκτασης της βλάβης. Οι καρβονυλομάδες υπερισχύουν ποσοτικά ως προϊόντα οξείδωσης των πρωτεϊνών και δημιουργούνται σε συγκεκριμένα αμινοξέα των πρωτεϊνών (λυσίνη, αργινίνη, προλίνη και θρεονίνη [1]) ύστερα από έκθεση των κυττάρων/οργανισμών σε συνθήκες υψηλού οξειδωτικού στρες. Για την ποσοτικοποίησή τους, η κλασική φθορισμομετρική μέθοδος, που στηρίζεται στην αντίδραση των καρβονυλομάδων με το αντιδραστήριο fluorescein-5-thiosemicarbazide (FTC) παρουσιάζει αρκετά μειονεκτήματα. Τα βασικότερα είναι: (1) η μη φθορισμομετρική διάκριση της προκύπτουσας υδραζόνης από το ελεύθερο FTC, σε συνδυασμό με την απομόνωσή του μέσω πρωτεϊνικής καταβύθισης και αναποτελεσματικού πλυσίματος του πρωτεϊνικού ιζήματος για την απομάκρυνση του μη ειδικά συνδεδεμένου FTC στην πρωτεΐνη, και (2) η υδρόλυση του δεσμού της υδραζόνης σε σύντομο χρονικό διάστημα. Ως εκ τούτου, η κλασική φθορισμομετρική μέθοδος του FTC παρουσιάζει προβλήματα επαναληψιμότητας και ακρίβειας. H παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή στοχεύει στην ανάπτυξη μιας νέας ευαίσθητης και απλής φθορισμομετρικής μεθοδολογίας με βάση ένα νέο αντιδραστήριο, το Rhodamine B Hydrazine (RBH) για την ποσοτικοποίηση των πρωτεϊνικών καρβονυλίων σε δείγματα ιστών, η οποία θα αντιμετωπίζει τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα της κλασικής φθορισμομετρικής μεθόδου και επιπλέον θα στοχεύει σε μεγαλύτερη ευαισθησία (λιγότερη ποσότητα πρωτεΐνης). Τα αποτελέσματα της διατριβής έχουν ευρεία βιολογική σημασία εξαιτίας του ότι η νέα μέθοδος (φθορισμομετρική RBH μέθοδος) μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα μεγάλο εύρος βιολογικών δειγμάτων, κάνοντας τις πρωτεϊνικές καρβονυλομάδες έναν αξιόπιστο δείκτη του οξειδωτικού στρες. / Oxidative stress is a condition where the cells are characterized by low antioxidant defense, which leads to the generation of oxygen/nitrogen free radicals that damage the central molecules of the cell (lipids, nucleic acids, proteins). Oxidative stress is involved in both physiological (e.g. differentiation, aging) and pathological conditions (e.g. neurodegenerative diseases). In case of severe oxidative stress due to physiological or pathological parameters in the cells, proteins and other macromolecules are damaged. Therefore, the accurate quantification of protein peroxidation with assays for specific oxidative modifications such as protein carbonyls is very important for the evaluation of the extent of damage. Carbonyl groups are quantitatively the major type of oxidative modification of proteins, and are formed in certain amino acids of proteins (lysine, arginine, proline, and threonine residues [1]), following the exposure of cells/organisms to high oxidative stress conditions. For their quantification, the standard fluorometric method, based on the reaction of carbonyl groups with the reagent fluorescein-5-thiosemicarbazide (FTC) presents several disadvantages. The main disadvantages are: (1) the non-fluorometric differentiation of the protein-FTC hydrazone from free FTC, coupled with its isolation via protein precipitation and ineffective washing of the protein precipitate to remove non-specifically bound FTC to the protein, and (2) the hydrolysis of the hydrazone bond at acidic pH. Therefore, the standard FTC assay cannot be used accurately. The present study aims to develop a novel sensitive and simple fluorometric assay based on a novel reagent, Rhodamine B Hydrazine (RBH), for the quantification of protein carbonyls in tissue samples, which overcomes all the aforementioned disadvantages. The findings presented here are very important because the new assay (fluorometric RBH assay) is applicable to a wide spectrum of biological samples, making protein carbonyls a very reliable marker of oxidative stress.

Οι μεταλλαγμένοι μύες weaver αποτελούν ένα μοναδικό γενετικό μοντέλο της νόσου Πάρκινσον. Πρόκειται για μια νευροβιολογική μετάλλαξη η οποία συμβολίζεται ως wv και περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Lane (1964). Πρόκειται για μετάλλαξη με λάθος νόημα στο γονίδιο Girk 2 που βρίσκεται στο χρωμόσωμα 16 του ποντικού σε μια περιοχή ανάλογη με την περιοχή του 21 χρωμοσώματος του ανθρώπου που ευθύνεται για το σύνδρομο Down και οδηγεί σε τροποποίηση της λειτουργίας ενός διαύλου καλίου. Επειδή ο εγκέφαλος των θηλαστικών είναι από τους πιο ευαίσθητους ιστούς πολλές μελέτες έχουν γίνει για τις επιδράσεις των φαρμάκων (νευροστεροειδών), στην παθογένεια και στην αντιμετώπιση των νευροεκφυλιστικών νόσων. Ο παράγοντας BNN 50 είναι ένα νευροστεροειδές που έχει συνώνυμο το BNN 20. Παράγεται από το ανδρογόνο νευροστεροειδές δεϋδροεπιανδροστερόνη (DHEA) με εποξείδωση της 17-κετομάδας του με χρήση trimethylsulfonium methylide (τριμεθυλοσούλφωνο-μεθυλίδιο). Έχει το πλεονέκτημα ότι δεν μεταβολίζεται σε οιστρογόνα ενδογενώς, όπως το DHEA, κι επομένως ενδέχεται να είναι καταλληλότερο για φαρμακευτική χρήση. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να διερευνηθεί η επίδραση στο οξειδωτικό στρες του νευροστεροειδούς BNN 50 σε εγκεφάλους μυών κατά την 21 ημέρα με ταυτόχρονο προσδιορισμό των επιπέδων υπεροξείδωσης λιπιδίων και πρωτεϊνών στις ακόλουθες περιοχές: α) CE (παρεγκεφαλίδα), β) HIP (ιππόκαμπος), γ) CX (εγκεφαλικός φλοιός). Για το σκοπό αυτό τα πειραματόζωα χωρίστηκαν στις ακόλουθες 4 ομάδες: 1) φυσιολογικοί μύες (control) χωρίς BNN 50, με saline 2) control με BNN 50, 3) weaver χωρίς BNN 50 με saline και 4) weaver με ΒΝΝ 50. Οι μύες (control-weaver) δέχονταν BNN 50 (100 mg/kg σωματικού βάρους) ημερησίως από την πρώτη μέρα της ζωής (με ενδοπεριτοναϊκή ένεση) και για διάστημα 18 ημερών. Μετά την τελευταία ένεση, οι μύες θανατώθηκαν και οι εγκεφαλικοί ιστοί απομονώθηκαν σε ειδικό αντιοξειδωτικό ρυθμιστικό διάλυμα. Για τον προσδιορισμό του βαθμού λιπιδικής υπεροξείδωσης στα ομογενοποιήματα των ιστών χρησιμοποιήθηκε ως δείκτης η MDA (μηλονική δυαλδεύδη), σε ελεύθερη μορφή και συνδεδεμένη με πρωτεΐνες (FrMDA και PrMDA, αντιστοίχως). Επίσης, ποσοτικοποιήθηκαν και τα υδροϋπεροξείδια των λιπιδίων και των πρωτεϊνών (LOOH και PrOOH, αντιστοίχως). Όσον αφορά τα αποτελέσματα βρέθηκε ότι: (1) το νευροστεροειδές BNN 50 δρα αντιοξειδωτικά στις δυο από τις τρεις περιοχές εγκεφάλου που μελετήθηκαν (ιππόκαμπος και παρεγκεφαλίδα), και (2) οι μύες weaver στους οποίους είχε χορηγηθεί το φάρμακο είχαν χαμηλότερες τιμές σε τρεις από τους τέσσερις δείκτες ελέγχου για λιπιδική και πρωτεϊνική υπεροξείδωση εκτός από τα πρωτεϊνικά υπεροξείδια. Συνεπώς η αντιοξειδωτική δράση των νευροστεροειδών ενδέχεται να συντελέσει στην ανάπτυξη νέων μεθόδων θεραπείας για την αντιμετώπιση των νευροεκφυλιστικών νόσων. / The mutant mouse weaver constitutes a unique genetic model of Parkinson's disease. It is a neurobiological mutation denoted wv and first described by Lane (1964). This mutation in the wrong sense Girk 2 gene located on chromosome 16 of the mouse in a region similar to the region of human chromosome 21 that is responsible for the syndrome Down and leads to modulation of the function of a potassium channel. Because the brain of mammals is among the most sensitive tissues many studies have been done on the effects of drugs (neurosteroids) in the pathogenesis and treatment of neurodegenerative diseases. The agent BNN 50 is a neuroactive steroids having synonymous BNN 20. Produced by neuroactive steroids androgen dehydroepiandrosterone (DHEA) by epoxidation of 17- keto group of using trimethylsulfonium methylide (trimethylsulfonium - methylide). It has the advantage that it is metabolized to endogenous estrogens, such as DHEA, and therefore may be suitable for pharmaceutical use. The purpose of this study is to investigate the effect of oxidative stress neurosteroid BNN 50 in brains muscle at day 21 with simultaneous determination of the levels of lipid peroxidation and protein in the following areas: a) CE (cerebellum), b) HIP (hippocampus) c) CX (cerebral cortex). For this purpose, the animals were divided in the following four groups: 1) normal muscles (control) without BNN 50, with saline 2) control with BNN 50, 3) weaver without BNN 50 with saline and 4) weaver with BNN 50. Muscles accept BNN 50 (100 mg / kg body weight) per day from the first day of life (by intraperitoneal injection) and for 18 days. After the last injection, the mice were sacrificed and brain tissues were isolated in a special antioxidant buffer. For determining the degree of lipid peroxidation in tissue homogenates was used as the index of MDA (dyaldefdi malonate), in free form and bound protein (FrMDA and PrMDA, respectively). Also quantitated and hydroperoxides of lipids and proteins (LOOH and PrOOH, respectively). Regarding the results found that: (1) the neuroactive steroids BNN 50 acts antioxidants in two of the three brain regions studied (hippocampus and cerebellum), and (2) the weaver mice dosed with the drug were lower in three of four indicators for monitoring lipid peroxidation and protein than the protein peroxides. Therefore, the antioxidant activity of neurosteroids may contribute to the development of new therapies for the treatment of neurodegenerative diseases.

Στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί η επίδραση αρχικά του σεληνιώδους νατρίου και κατόπιν του εκχυλίσματος των στύλων του Crocus sativus στον καταρράκτη, καθώς και σε βιοχημικές παραμέτρους του φακού, του ήπατος και διαφορετικών εγκεφαλικών περιοχών νεογνών επίμυων. Συγκεκριμένα, προσδιορίστηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα και η συγκέντρωση του περιεχόμενου ασκορβικού οξέος του φακού, του ήπατος, του εγκεφαλικού φλοιού και της παρεγκεφαλίδας, ενώ μελετήθηκε και η υπεροξείδωση λιπιδίων των παραπάνω περιοχών. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε και συγκριτική μελέτη των εγκεφαλικών περιοχών των επίμυων-μαρτύρων ως προς την αντιοξειδωτική τους ισχύ και την απόκρισή τους στο οξειδωτικό στρες. / Impact of Crocus sativus stigmas' extract in selenite-induced rats.

Τις τελευταίες δεκαετίες υπάρχει ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον για το ρόλο των ROS στην πειραματική και κλινική ιατρική (Alexandre et al., 2007; Zheleva et al., 2007; Videla et al., 2007). Οι ROS, όπως το ανιόν του υπεροξειδίου, το υπεροξείδιο του υδρογόνου (ΗΡ) και η υδροξυλική ρίζα, είναι γνωστό ότι διαδραματίζουν ένα διττό ρόλο στα βιολογικά συστήματα, όπου είναι επιβλαβείς στις υψηλές και ευεργετικές στις χαμηλές συγκεντρώσεις (Valko et al., 2004). Στις υψηλές συγκεντρώσεις οι ROS φαίνεται να διαμεσολαβούν την απόπτωση. Ενδογενή ή εξωγενή ερεθίσματα οδηγούν στη συσσώρευση των ROS, το λεγόμενο «οξειδωτικό στρες», που χαρακτηρίζεται από βλάβη των κυτταρικών δομών, των λιπιδίων, των μεμβρανών, των πρωτεϊνών και των νουκλεϊκών οξέων (Poli et al., 2004). Αντίθετα, οι χαμηλές συγκεντρώσεις των ROS μέσα στα κύτταρα δρούν ως δεύτεροι αγγελιοφόροι σε αρκετά ενδοκυτταρικά σηματοδοτικά μονοπάτια που οδηγούν στην ενεργοποίηση κινασών τυροσίνης, των ΜΑΡ κινασών, της πρωτεϊνικής κινάσης C, του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα, πρωτεϊνικών φωσφατασών, των καναλιών καλίου και των μεταγραφικών παραγόντων AP-1 και NF-κB (Droge, 2002). Πρόσφατα έχουμε δείξει ότι υπό φυσιολογικές, μη-στρεσογόνες συνθήκες, το ΗΡ επάγει τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση στα ανθρώπινα κύτταρα καρκίνου του προστάτη LNCaP, μέσω ενεργοποίησης της έκφρασης του αυξητικού παράγοντα HARP (Polytarchou et al., 2005). Η HARP ή πλειοτροπίνη είναι ένας εκκρινόμενος αυξητικός παράγοντας 18 kDa που παρουσιάζει υψηλή συγγένεια για την ηπαρίνη. Η HARP είναι υψηλά συντηρημένη μεταξύ των διαφόρων ειδών, όπως ο άνθρωπος, το ποντίκι, ο αρουραίος, τα βοειδή, τα ψάρια, ο βάτραχος και τα έντομα, και το γονίδιό της εκφράζεται σε ένα ιδιαίτερα περιορισμένο χρονικό και χωρικό μοτίβο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Φαίνεται ότι η HARP είναι μια σημαντική πρωτεΐνη που συμβάλλει ενδεχομένως στη λειτουργία διαφόρων ρυθμιστικών συστημάτων. Αρκετά δεδομένα υποδεικνύουν ότι η HARP εμπλέκεται στον πολλαπλασιασμό, τη μετανάστευση και τη διαφοροποίηση των κυττάρων και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στις διάφορες κυτταρικές διαδικασίες (Kadomatsu and Muramatsu, 2004; Papadimitriou et al., 2004). Επιπλέον, η HARP ανιχνεύεται σε μια πληθώρα καρκινωμάτων λειτουργώντας ως πρωτο-ογκογονίδιο και φαίνεται να παίζει κύριο ρόλο στη φυσιολογική και την επαγόμενη από καρκινικούς όγκους αγγειογένεση (Kadomatsu and Muramatsu, 2004; Papadimitriou et al., 2004; Hatziapostolou et al., 2005;2006; Polykratis et al., 2005; Christman et al., 2005; Zhang et al., 2006). Είναι πλέον γνωστό ότι οι χαμηλές συγκεντρώσεις ROS ενεργοποιούν ενδοκυτταρικά σηματοδοτικά μονοπάτια που οδηγούν σε ενισχυμένη αγγειογένεση in vivo (Maulik and Das, 2002; Polytarchou and Papadimitriou, 2004; Ushio-Fukai, 2006; Kim et al., 2006; Chen et al., 2007) και ενεργοποίηση των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro (Lelkes et al., 1998; Maulik and Das, 2002; Stone and Collins, 2002; Yasuda et al., 1999; Polytarchou and Papadimitriou, 2004; Ushio-Fukai, 2006; Kim et al., 2006; Chen et al., 2007; Guo et al., 2007). Επίσης, οι ROS, όπως το ανιόν του υπεροξειδίου και το ΗΡ, φαίνεται να διαμεσολαβούν τα αγγειογενετικά σήματα που ξεκινούν από αυξητικούς παράγοντες, όπως ο VEGF (Lin et al., 2003 Ushio-Fukai et al., 2002). Προηγούμενη μελέτη της ερευνητικής μας ομάδας έδειξε ότι το ανιόν του υπεροξειδίου και το ΗΡ είναι πιθανοί επαγωγείς των λειτουργιών των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro, ενδεχομένως μέσω επαγωγής της ενεργοποίησης της ενδοθηλιακής συνθάσης του μονοξειδίου του αζώτου (eNOS), που οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή του ενδογενούς μονοξειδίου του αζώτου (NO) και επακόλουθη ενεργοποίηση της διαλυτής γουανυλικής κυκλάσης (sGC) (Polytarchou and Papadimitriou, 2005). Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί η πιθανή εμπλοκή της eNOS στην επαγωγή της παραγωγής της HARP από χαμηλές συγκεντρώσεις ΗΡ. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η ενεργοποίηση του ανθρώπινου γονιδίου της HARP επάγεται από το ΗΡ μέσω ενεργοποίησης της eNOS στα κύτταρα HUVEC και LNCaP. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, περίσσεια ROS σε συνδυασμό με ανεπάρκεια των κυτταρικών αντιοξειδωτικών συστημάτων οδηγεί σε οξειδωτικό στρες (Halliwell and Whiteman, 2004) και ενεργοποίηση μονοπατιών απόπτωσης και νέκρωσης (Paraskevas et al., 2000; Fleury et al., 2002; Nakano et al., 2004). Ένα δεύτερο μέρος της παρούσας εργασίας ασχολείται με τον τρόπο που οι υψηλές συγκεντρώσεις ΗΡ επηρεάζουν την ανάπτυξη των ενδοθηλιακών κυττάρων από στεφανιαία φλέβα βοός (CVEC). / -

Το ριβοσωματικό RNA (rRNA) παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία της ακριβούς αποκωδικοποίησης της γενετικής πληροφορίας. Σύμφωνα με πρόσφατες κρυσταλλικές δομές υψηλής ευκρίνειας της μικρής υπομονάδας του προκαρυωτικού ριβοσώματος, η περιοχή αποκωδικοποίησης αποτελείται κυρίως από rRNA, περιλαμβάνοντας κυρίως τις έλικες 18 και 34, καθώς και τις αδενίνες Α1492 και Α1493 της έλικας 44 του 16S rRNA. Επιπροσθέτως, ο ρόλος του rRNA στην ακριβή αποκωδικοποίηση της γενετικής πληροφορίας έχει αποκαλυφθεί εκτενώς μέσω κατασταλτικών ή αντικατασταλτικών μεταλλάξεων, οι οποίες αυξάνουν ή μειώνουν τη λανθασμένη ανάγνωση του mRNA, αντίστοιχα. Πολλές από τις μεταλλάξεις αυτές αφορούν στο 16S rRNA της Escherichia coli. Μεταξύ αυτών είναι η μετάλλαξη C310G στην έλικα 12, η G1206C στην έλικα 34 και η G517A στην έλικα 18. Στο πρώτο μέρος της παρούσης μελέτης εξετάσθηκε το αντίκτυπο των αντίστοιχων μεταλλάξεων com1 (C310G), com6 (G1206C) και rdn2 (G517A) στο 18S rRNA του Saccharomyces cerevisiae. Τα κύτταρα yeast μετασχηματίστηκαν με rDNA πλασμίδια αγρίου-τύπου (wt) ή μεταλλαγμένα, τα οποία έφεραν τις προαναφερθείσες μεταλλάξεις. Τα κύτταρα που ελέγχθηκαν ήταν το αγρίου τύπου (rdnwt), τα μεταλλάγματα rdn2, com1, καθώς και τα διπλά μεταλλάγματα com1rdn2 και com6rdn2. Το αντίκτυπο της μετάλλαξης com6 εξήγχθη έμμεσα από το διπλό μετάλλαγμα com6rdn2, αφού το μετάλλαγμα com6 δεν ήταν διαθέσιμο στο Εργαστήριο (Τα στελέχη αυτά χορηγήθηκαν από το Εργαστήριο της Dr Susan Liebman, University of Illinois at Chicago, USA). Όσον αφορά στη μελέτη ανάπτυξης των στελεχών αυτών, τα στελέχη com1 παρουσίασαν εξαιρετικά αργή ανάπτυξη παρουσιάζοντας 3 φορές αύξηση του χρόνου διπλασιασμού τους σε σχέση με τα κύτταρα rdnwt. Αντίθετα, το μετάλλαγμα rdn2 παρουσίασε παρόμοιο φαινότυπο ανάπτυξης με τα rdnwt. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα διπλά μεταλλάγματα com1rdn2 και com6rdn2 παρουσίασαν μικρότερο χρόνο διπλασιασμού από τα κύτταρα rdnwt. Όσον αφορά στη μεταφραστική ακρίβεια, το μετάλλαγμα com1 παρουσίασε 1,5 φορά αύξηση στο ρυθμό λανθασμένης ενσωμάτωσης του αμινοξέος λευκίνη σε μία αυξανόμενη αλυσίδα πολυφαινυλαλανίνης κατά την in vitro μετάφραση ενός poly(U) εκμαγείου, σε σχέση με τα κύτταρα rdnwt. Αντίθετα, η μετάλλαξη rdn2 οδήγησε σε μεταφραστική υπερακρίβεια, αφού δεν βρέθηκε καμία ενσωμάτωση λανθασμένου αμινοξέος ανά 10.000 κωδικόνια mRNA. Το διπλό μετάλλαγμα com1rdn2 εμφάνισε παρόμοια επίπεδα μεταφραστικής ακρίβειας με κύτταρα rdnwt. Έτσι, οι μεταλλάξεις com1 και rdn2 επηρρεάζουν τη μεταφραστική ακρίβεια σε ίσο βαθμό, αλλά προς αντίθετες κατευθύνσεις. Το άλλο διπλό μετάλλαγμα της παρούσης μελέτης com6rdn2 παρουσίασε επίσης παρόμοια επίπεδα μεταφραστικής ακρίβειας με το rdnwt, αποκαλύπτοντας έτσι πως η μετάλλαξη com6 οδηγεί επίσης σε μείωση της μεταφραστικής πιστότητας. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι το αντίκτυπο των μεταλλάξεων com1, com6 και rdn2 στην ακρίβεια της μετάφρασης είναι ανεξάρτητο και προσθετικό και όχι συνεργιστικό. Επιπρόσθετη επιβεβαίωση προήλθε με την in vitro μετάφραση εκμαγείων poly(U) παρουσία παρομομυκίνης (PM), ενός αμινογλυκοζιτικού αντιβιοτικού γνωστού για την αύξηση της ενσωμάτωσης λανθασμένων αμινοξέων στην αυξανόμενη πολυπεπτιδική αλυσίδα τόσο στα προκαρυωτικά, όσο και στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Το στέλεχος com1 παρουσίασε 3 φορές αύξηση στη συχνότητα λάθους κατά τη μετάφραση σε σχέση με το rdnwt, επιβεβαιώνοντας το χαρακτηρισμό του ώς επιρρεπές σε λάθη μετάλλαγμα. Αντίθετα, το στέλεχος rdn2 εμφάνισε μισή περίπου συχνότητα λαθών κατά τη μετάφραση σε σχέση με τα κύτταρα rdnwt, σε συμφωνία με το προηγούμενο χαρακτηρισμό του ως υπερακριβές μετάλλαγμα. Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαιώθηκαν περαιτέρω με in vivo μελέτες ανθεκτικότητας έναντι της PM τόσο σε υγρές όσο και σε στερεές καλλιέργειες (τρυβλία petri). Το μετάλλαγμα com1 βρέθηκε το πιο ευαίσθητο όλων, αφού το 50% αναστολής της ανάπτυξής του παρατηρήθηκε σε μόλις 5 μΜ PM σε σχέση με τα 75 μΜ για το στέλεχος rdnwt. Αντίθετα, η τιμή IC50 της PM για το rdn2μετάλλαγμα βρέθηκε ίσο προς 500 μΜ. Το διπλό μετάλλαγμα com1rdn2 παρουσίασε παρόμοια επίπεδα ευαισθησίας στην PM με rdnwt, ενώ το άλλο διπλό μετάλλαγμα com6rdn2 αποδείχθηκε ως πιο ανθεκτικό (IC50 = 125 μΜ), υποδηλώνοντας ότι η com6 πρέπει να είναι λιγότερο επιρρεπής σε λάθη σε σχέση με την com1 μετάλλαξη. Πειράματα in vivo ανθεκτικότητας στην PM (σε τρυβλία petri) επιβεβαίωσαν τα επίπεδα ευαισθησίας που αποκαλύφθηκαν με τις υγρές καλλιέργειες. Η μελέτη των μεταλλάξεων αυτών ολοκληρώθηκε με πειράματα πρόσδεσης στις θέσεις A και P του ριβοσώματος. Οι μεταλλάξεις που μειώνουν την μεταφραστική πιστότητα οδηγούν και σε αύξηση της ικανότητας πρόσδεσης μορίων αμινο-ακυλο tRNA (aa-tRNA) στη θέση Α του ριβοσώματος, ενώ αντίθετα οι μεταλλάξεις που αυξάνουν την ακρίβεια της μετάφρασης συνοδεύονται και από μείωση της ικανότητας πρόσδεσης aa-tRNAs στη θέση Α του ριβοσώματος. Με τέτοιες μελέτες βρέθηκε ότι η μετάλλαξη com1 οδήγησε σε αύξηση της ικανότητας πρόσδεσης στη θέση Α, αντίθετα με την rdn2, όπου διαπιστώθηκε ακόμη μικρότερη ικανότητα πρόσδεσης και σε σχέση με τα ριβοσώματα αγρίου τύπου. Τα διπλά μεταλλάγματα έδειξαν λίγο μεγαλύτερη ικανότητα πρόσδεσης σε σχέση με αυτά του αγρίου τύπου. Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαίωσαν το χαρακτηρισμό των com1 και com6 ως μεταλλάξεις μείωσης της μεταφραστικής ακρίβειας σε αντίθεση με τη μετάλλαξη rdn2, η οποία οδηγεί σε υπερακρίβεια. Όσον αφορά στην ικανότητα πρόσδεσης aa-tRNAs στη θέση P του ριβοσώματος σε σχέση με τα ριβοσώματα αγρίου τύπου (rdnwt), αυτή βρέθηκε μεγαλύτερη στην περίπτωση της com1 μετάλλαξης και μικρότερη στην περίπτωση της rdn2 μετάλλαξης, υποδηλώνοντας ότι η com1 οδηγεί σε μεγαλύτερο ρυθμό πρωτεϊνοσύνθεσης σε σχέση με την υπερακριβή rdn2 μετάλλαξη. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας διερευνήσαμε σε συνεργασία με το Εργαστήριο Βιοχημείας του κ. Χρήστου Γεωργίου (Τμήμα Βιολογίας, Παν. Πατρών), για το άν υπάρχει κάποια συσχέτιση μεταξύ της μεταφραστικής πιστότητας και του οξειδωτικού στρες στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε δύο καλά μελετημένα μεταλλαγμένα στελέχη S. cerevisiae στο Εργαστήριό μας με αντίθετες επιπτώσεις στη μεταφραστική ακρίβεια. Αυτά ήταν το sup45 μετάλλαγμα (επιρρεπές σε λάθη με συχνότητα λάνθασμένης ενσωμάτωσης αμινοξεών ίση προς 0,0166) καθώς και το τριπλό μετάλλαγμα sup45rdn4rdn6 (συχνότητα λάθους: 0,0057), στο οποίο γίνεται η επαναφορά της μεταφραστικής ακρίβειας στα επίπεδα των μορίων αγρίου τύπου (0,0036). Οι μεταλλάξεις rdn4 και rdn6 αφορούν στην έλικα 27 του 18S rRNA, ενώ η μετάλλαξη sup45 πρόκειται για μία κατασταλτική μετάλλαξη στο γονίδιο που κωδικοποιεί για τον πράγοντα τερματισμού της πρωτεϊνοσύνθεσης eRF-1. Οι οξειδωτικοί δείκτες που μετρήθηκαν ήταν η μαλονική διαλδεϋδη (MDA: κύριο προϊόν υπεροξείδωσης λιπιδίων), η οξειδωμένη γλουταθειόνη (GSSG), οξειδωμένα μη πρωτεϊνικά μόρια (NPSSR), καθώς και οξειδωμένα πρωτεϊνικά μόρια (PSSP). Οι αντιοξειδωτικοί δείκτες που μετρήθηκαν ήταν τα ανηγμένα πρωτεϊνικά μόρια που φέρουν ελεύθερες σουλφυδρυλομάδες (PSH), καθώς και το κλάσμα PSH/PSSP μέσα στα κυτταρικά εκχυλίσματα. Εν συντομία, το επιρρεπές σε λάθη κατα τη μετάφραση μετάλλαγμα sup45 μείωσε τα επίπεδα των οξειδωτικών δεικτών σε αντίθεση με το πιο ακριβές τριπλό μετάλλαγμα sup45rdn4rdn6, στο οποίο παρατηρήθηκε αύξηση των δεικτών αυτών. Περαιτέρω επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων αυτών προήλθε με την χρήση παρομομυκίνης κατά την ανάπτυξη των στελεχών αυτών (μειώνει τη μεταφραστική πιστότητα) και τη διεξαγωγή των μετρήσεων αυτών των δεικτών οξειδωτικού στρες εκ νέου. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων με χρήση PM έδειξαν στις περισσότερες περιπτώσεις σημαντική μείωση των επιπέδων οξειδωτικού στρες. Εν κατακλείδι, τα αποτελέσματα του δεύτερου μέρους της Μεταπτυχιακής αυτής Διατριβής υποδηλώνουν ότι στα ευκαρυωτικά κύτταρα η μείωση της μεταφραστικής πιστότητας οδηγεί σε μείωση του οξειδωτικού στρες σε αυτά και το αντίστροφο. / The ribosomal RNA (rRNA) plays a key role in the process of the accurate decoding of genetic information. According to recently derived high-resolution crystal structures of the prokaryotic small ribosomal subunit, the decoding site is mainly composed of RNA, including helices 18 and 34 as well as adenines A1492 and A1493 of helix 44 of the 16S rRNA. Furthermore, the role of ribosomal RNA in the accurate decoding of genetic information has been largely uncovered by suppressor or antisuppressor mutations that increase or decrease misreading respectively. Many of these mutations are in 16S rRNA of Escherichia coli. Among these are C310G in helix 12, G1206C in helix 34 and G517A in helix 18. In the first part of this study we examined the function of the corresponding mutations com1 (C310G), com6 (G1206C) and rdn2 (G517A) in 18S rRNA of Saccharomyces cerevisiae. Yeast cells were transformed with wild-type or mutant rDNA plasmids carrying the afore-mentioned site-directed mutations. The strains examined were the wild-type (rdnwt), mutants rdn2, com1 and the double mutants com1rdn2 and com6rdn2. The properties of mutation com6 were only deduced from the double mutant com6rdn2, since mutation com6 was not available individually. The mutants were first constructed in Prof. Susan Liebman’s laboratory at the University of Illinois at Chicago, USA. Strains com1 were viable but exhibited an extraordinary slow growth phenotype as they displayed a 3-fold increase of their doubling time over the rdnwt. On the other hand, rdn2 mutants displayed a growth phenotype similar to that of rdnwt cells. Interestingly, the double mutants com1rdn2 and com6rdn2 abolished the slow growth phenotype and grew faster than rdnwt. Regarding translational accuracy, com1 mutant displayed a 1.5-fold increase of the rate of misincorporation of the nearcognate amino acid leucine in a growing polyphenylalanine chain with poly(U) as template over rdnwt. In contrast, mutation rdn2 displayed impressive hyperaccuracy as it was found that none nearcognate aminoacid is added in 10.000 mRNA codons. Moreover, the double mutant com1rdn2 exhibited misreading levels similar to those of the rdnwt. Thus, com1 and rdn2 affect the decoding process to an equal degree but in reverse ways. The other double mutant under study, com6rdn2 also displayed an error frequency similar to that of rdnwt revealing that com6 is an error-prone mutation as well. These results imply that the effects of mutations com1, com6 and rdn2 on translational accuracy are independent and additive rather than synergistic. Additional confirmation came by in vitro translation of poly(U) templates in the presence of paromomycin (PM), which is an aninoglycoside antibiotic known to induce suppression of the genetic code. Strain com1 displayed a 3-fold increase of error frequency over rdnwt, confirming its characterization as an error-prone mutant. In contrast, rdn2 displayed an error frequency about half of that observed for the rdnwt, compatible with its characterization as a hyperaccurate mutant. The previous results were confirmed by in vivo resistance studies toward PM in liquid cultures and on Petri plates. Mutant com1 was the most sensitive of all, as 50% inhibition of its growth was observed at only 5 μΜ PM compared to 75 μΜ for rdnwt. In contrast, the IC50 value of PM for the rdn2 mutant was 500 μΜ. The double mutant com1rdn2 exhibited a resistance to PM similar to rdnwt, and the other double mutant com6rdn2 was more resistant (IC50 = 125 μΜ), implying that com6 should be a less error-prone mutation than com1. In vivo resistance to PM (on petri dishes) confirmed the sensitivity levels found in liquid cultures. The study of these mutations was completed by A- and P-site binding experiments. An increase in A-site binding of aa-tRNA may arise from a higher affinity to accept noncognate tRNAs and is related to error-prone mutations, whereas a decrease is related to error-restrictive mutations. Binding of Phe-tRNA to A-site of com1 mutants was much higher than in rdnwt. In contrast, binding to A-site of rdn2 was much lower than in rdnwt. Finally, the double mutants showed an A-site binding capacity slightly higher than the wild-type. These results confirmed that com1 and com6 are error-prone mutations, whereas rdn2 an error-restrictive mutation. With regards to P-site, com1 displayed a higher binding capacity and rdn2 a lower binding capacity compared to wild-type, indicating that com1 may have a higher protein synthesis activity than rdn2. In the second part of this study, we (in cooperation with Dr Christos Georgiou’s lab; Dept. of Biology, University of Patras) investigated whether any correlation between the translational fidelity and oxidative stress exists in eukaryotic cells. We used mutants already studied in our lab for their effects on translational fidelity and other aspects of protein synthesis. These were the sup45 mutant encoding the eRF-1 release factor and the triple mutant sup45rdn4rdn6 which carries, in addition to sup45, mutations rdn4 and rdn6 in helix 27 of the 18S rRNA. Mutant sup45 is error-prone (E.F. = 0.0166), while rdn4, rdn6 are both error-restrictive. The triple mutant sup45rdn4rdn6 diplays an error frequency of 0.0057, equal to the sum of the error frequencies of the individual mutations. The error frequency of the rdnwt is 0.0036. The oxidative markers measured were malondialdehyde (MDA, the main product of lipid peroxidation), oxidized glutathione (GSSG), oxidized non protein molecules (NPSSR), and oxidized protein molecules (PSSP). On the other hand, the antioxidative markers measured were t reduced protein molecules carrying –SH groups (PSH), as well as the ratio PSH/PSSP in the cell. In brief, the error-prone mutant sup45 was shown to decrease the concentrations of the various oxidative markers, while the comparatively error-restrictive triple mutant sup45rdn4rdn6 was shown to increase them. To further test the hypothesis that the oxidative status of a yeast cell may be related to the level of translational accuracy, we repeated the above experiments using PM. Our results with PM showed in most cases a decrease in the concentrations of the various oxidative markers. This is compatible with the notion that an increase in translational errors causes a decrease in oxidative stress and vice versa.

Η συνεισφορά των πρωτεϊνικών θειολών στη διαμόρφωση της θειολικής οξειδοαναγωγικής κατάστασης είναι πολύ σημαντική και αλλαγές της τελευταίας μπορεί να επιφέρουν καθοριστικές μεταβολές στη κυτταρική λειτουργία. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η βελτίωση προηγούμενων μεθόδων ποσοτικοποίησης των πρωτεϊνικών θειολών με τη χρήση νέων αντιδραστηρίων αναγωγής δισουλφιδικών δεσμών και ανίχνευσης -SH ομάδων. Σχεδιάστηκε μια νέα φωτομετρική μέθοδος προς την κατεύθυνση της ακριβούς ποσοτικοποίησης των πρωτεϊνικών θειολών PSH, PSSP και PSSNP. Ο νέος αναγωγικός πάραγοντας που αναδείχθηκε είναι το tributylphosphine (TBP) και το νέο αντιδραστήριο- ανιχνευτής ελεύθερων -SH ομάδων, το DPS ή 4- Aldrithiol. / The protein thiols contribution in the regulation of the thiol redox status is very important and changes in the last can produce serious cell disfunction. The purpose of this study was the improvement of precedent protein thiol quantification methods using new reagents of disulfide bonds reductants and –SH group tracers. A new photometric method has been planned leading to the exact quantification of protein thiol compounds such as PSH, PSSP and PSSNP. The new reductant used is tributylphosphine (TBP) and the new free -SH tracer reagent is DPS or 4- Aldrithiol.

H παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στη διερεύνηση της σχέσης του οξειδωτικού στρες με τη σκληρωτιακή διαφοροποίηση και την παραγωγή αφλατοξίνης του μύκητα Aspergillus flavus. Ο μύκητας αυτός έχει σπουδαία αγροτική σημασία διότι μπορεί να επιμολύνει αποθηκευμένους καρπούς. Επίσης μπορεί να αποτελεί παθογόνο μικροοργανισμό για τον άνθρωπο που σχετίζεται με ασπεργιλλώσεις των πνευμόνων και άλλες λοιμώξεις. Πολλά στελέχη παράγουν μεγάλες ποσότητες αφλατοξίνης, μιας καρκινογόνου και εξαιρετικά τοξικής ένωσης. Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε ο ρόλος κεντρικών παραμέτρων του οξειδωτικού στρες όπως η λιπιδική και πρωτεϊνική υπεροξείδωση, η θειολική οξειδοαναγωγική κατάσταση αλλά και συγκεκριμένων αντιοξειδωτικών ενζύμων, καθώς και η επίδραση συγκεκριμένων αντιοξειδωτών στη σκληρωτιακή διαφοροποίηση ενός στελέχους αγρίου τύπου σε σύγκριση με ένα μεταλλαγμένο μη σκληρωτιογόνο και μη αφλατοξινογόνο στέλεχος (ΔveA). Για την ολοκλήρωση αυτής της διατριβής χρειάστηκε η ανάπτυξη νέων μεθοδολογιών για την ποσοτικοποίηση στους μύκητες της ολικής πρωτεΐνης, και εξειδικευμένων θειολικών και λιπιδικών παραμέτρων του οξειδωτικού στρες. Τα αποτελέσματα της διατριβής δείχνουν μια σαφή συσχέτιση του οξειδωτικού στρες με τη διαφοροποίηση των σκληρωτιογόνων μυκήτων, αφού το αγρίου τύπου στέλεχος εμφανίζεται περισσότερο στρεσαρισμένο οξειδωτικά σε σύγκριση με το αδιαφοροποίητο μεταλλαγμένο στέλεχος. Η χορήγηση αντιοξειδωτών ανέστειλε πλήρως (με εξαίρεση το ασκορβικό οξύ) τη σκληρωτιογένεση του αγρίου τύπου στελέχους επιδρώντας διαφορετικά στις παραμέτρους του οξειδωτικού στρες, ενώ μείωσε έως ανέστειλε πλήρως τη βιοσύνθεση αφλατοξίνης, αποκαλύπτοντας τη συμμετοχή του οξειδωτικού στρες σε αυτές τις διαδικασίες. Τα αποτελέσματα της διατριβής εκτός από επιστημονικό ενδιαφέρον έχουν και πρακτική σημασία εξαιτίας της παθογένειας του συγκεκριμένου μύκητα τόσο στον άνθρωπο όσο και στα φυτά. / The present thesis aims to elucidate the relationship between oxidative stress and sclerotial differentiation and aflatoxin production of the fungus Aspergillus flavus. This fungus has great agricultural importance because it can infect stored grains. It can also be a human pathogen, associated with aspergillosis of the lungs and other infections. Many strains produce significant quantities of aflatoxin, a carcinogenic and acutely toxic compound. In particular, the role of central parameters of oxidative stress such as lipid and protein peroxidation, thiol redox state and antioxidant enzymes, and the influence of certain related exogenous antioxidants were studied on the biosynthesis of aflatoxin, on the biogenesis of sclerotia in a wild type in comparative relationship with a non-sclerotiogenic and non-aflatoxigenic mutant strain (ΔveA). The experimental needs of this thesis necessitates the development of new methodologies for the precise quantification of certain thiol and lipid markers of oxidative stress and protein concentration. The results show a clear relationship between oxidative stress and sclerotial differentiation since the wild type strain is more oxidatively stressed than the mutant non-differentiating strain. Administration of certain antioxidants completely inhibited sclerotiogenesis in the wild type strain (with the exception of ascorbic acid), and decreased or even halted the biosynthesis of aflatoxin, thus revealing an implication of oxidative stress on these processes. The results besides having scientific interest, have also practical importance since this fungi is both human and plant pathogen.