S-nitrosoglutationin as an inducer of nitrosative stress and apoptosis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. S-nitrosoglutathione is an S-nitrosylated derivative of glutathione and is considered an important mediator of the signaling effects of nitric oxide (II). In turn, nitric oxide can exhibit both regulatory and toxic effects due to the formation of active forms of nitrogen and nitrosylation of intracellular components, which can lead to the development of apoptosis. The role of nitric oxide in the regulation of apoptosis is dual, and therefore requires further study.

The aim of the work was to study the possibility of the development of nitrosative stress and apoptosis under the action of the NO donor – S-nitrosoglutathione.

Material and methods. The study was performed on a HepG2 cell culture. S-nitrosoglutathione was added to the cells at concentrations of 1, 10, 50, 100 μМ and incubated for 3 and 24 hours. Water (S-nitrosoglutathione solvent) was added to the control cells in an equivalent volume. Photometric methods were used to determine cell viability (MTT test), the concentration of nitric oxide and peroxynitrite metabolites. Expression of 3-nitrothyrosine, Bcl2 and Fas were detected by Western blot.

Results. S-nitrosoglutathione at a concentration of 100 μМ (24 h) decreased cell viability and increased concentration of peroxynitrite. The level of nitric oxide metabolites increased under the action of S-nitrosoglutathione at concentrations of 1–100 μМ and exposure periods of 3 and 24 hours, which led to an increase the expression of 3-nitrothyrosine. S-nitrosoglutathione with incubation for 3 hours and concentrations of 1–50 μM increased the level of Bcl2, at concentrations of 50–100 μM it decreased the content of Fas; when incubated for 24 hours and concentrations of 1-100 µM it decreased the level of Bcl2 and Fas.

Conclusion. Thus, in this study, it was found that S-nitrosoglutathione at concentrations of 1–50 μM and an exposure period of 3 hours has a signaling effect in HepG2 cells. S-nitrosoglutathione at a concentration of 100 μМ during incubation of 3 and 24 hours causes the development of nitrosative stress, which leads to the development of apoptosis and decreased cell viability.

About the authors

O. N. Suchkova

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Author for correspondence.
Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5227-7288

Assistant, Department of Biological Chemistry

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

Yu. V. Abalenikhina

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0427-0967

Dr. Sc. (Med.), Associate Professor, Department of Biological Chemistry

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

A. V. Shchulkin

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1688-0017

Dr. Sc. (Med.), Associate Professor, Department of Pharmacology

 

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

E. V. Kostyukova

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-1596-6815

Assistant, Department of Specialized Hygienic Disciplines

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

P. D. Kochanova

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-2189-6733

Student

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

F. T. Gadzhieva

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-0676-0487

Student

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

E. N. Yakusheva

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6887-4888

Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department of Pharmacology

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

M. G. Uzbekov

Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov

Email: uzbekovmg@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3401-3339

Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Brain Biochemistry Laboratory

 

Russian Federation, Vysokovoltnaya str., 9, Ryazan, 390026

References

  1. Socco S., Bovee R., Palczewski M., et al. Epigenetics: the third pillar of nitric oxide signaling. Pharmacol. Res. 2017; 121: 52–58. DOI: 10. 1016/j. phrs. 2017. 04. 011.
  2. Wang F., Yuan Q., Chen F., et al. Fundamental mechanisms of the cell death caused by nitrosative stress. Front Cell Dev Biol. 2021; 9: е:742483. DOI: 10. 3389/fcell. 2021. 742483.
  3. Wang K., Wang Y., Zhang H., et al. A Review of the Synthesis of Nitric Oxide Donor and Donor Derivatives with Pharmacological Activities. Mini Rev Med Chem. 2022; 22: 873–883. DOI: 10. 2174/1389557521666210412161801.
  4. Zhang C., Biggs T. D., DevarieBaez N. O. Nitrosothiols: chemistry and reactions. Chem Commun (Camb). 2017; 53: 11266–11277. DOI: 10. 1039/c7cc06574d.
  5. Liu Y., Weaver C. M., Sen Y., et al. The Nitric Oxide Donor, S-Nitrosoglutathione, Rescues Peroxisome Number and Activity Defects in PEX1G843D Mild Zellweger Syndrome Fibroblasts. Front Cell Dev Biol. 2021; 9: е:714710. DOI: 10. 3389/fcell. 2021. 714710.
  6. Zhang Y., Sun C., Xiao G. S-nitrosylation of the Peroxiredoxin-2 promotes S-nitrosoglutathionemediated lung cancer cells apoptosis via AMPK-SIRT1 pathway. Cell death and disease. 2019;10(5): 329. DOI: 10. 1038/s41419-019-1561-x.
  7. Kim J., Choi S., Saxena N., et al. Regulation of STAT3 and NF-κB activations by S-nitrosylation in multiplemyeloma. Free radical biology and medicine. 2017; 106: 245–253. DOI: 10. 1016/j. freeradbiomed. 2017. 02. 039.
  8. Щулькин А. В., Абаленихина Ю. В., Судакова Е. А. и др. Механизмы регуляции функционирования белка-транспортера Р-гликопротеина под действием оксида азота. Биохимия. 2022; 87(4): 523–538. [Shchulkin A. V., Abalenikhina Yu. V., Sudakova E. A. i dr. Mechanisms of regulation of the functioning of the P-glycoprotein transporter protein under the action of nitric oxide. Biochemistry. 2022; 87(4): 523–538 (In Russ.)]. DOI: 10. 31857/S0320972522040054.
  9. Mussbacher M., Stessel H., Pirker T., et al. S-nitrosoglutathione inhibits adipogenesis in 3T3-L1 preadipocytes by Snitrosation of CCAAT/enhancer-binding protein β. Sci Rep. 2019; 9(1): е:15403. DOI: 10. 1038/s41598-019-51579-x.
  10. Wang Y. Y., Chen M. T., Hong H. M., et al. Role of Reduced Nitric Oxide in Liver Cell Apoptosis Inhibition During Liver Damage. Arch Med Res. 2018; 49: 219–225. DOI: 10. 1016/j. arcmed. 2018. 09. 001.
  11. Arzumanian V. A., Kiseleva O. I., Poverennaya E. V. The Curious Case of the HepG2 Cell Line: 40 Years of Expertise. Int J Mol Sci. 2021; 4: 13135. DOI: 10. 3390/ijms222313135.
  12. Kumar P., Nagarajan A., Uchil P. D. Analysis of cell viability by the MTT Assay. Cold spring harb protoc. 2018; 6. DOI:10. 1101/pdb. prot095505.
  13. Метельская В. А., Гуманова Н. Г. Скрининг – метод определения уровня метаболитов оксида азота сыворотке человека. Клиническая лабораторная диагностика. 2005; 6: 15–18. [Metel`skaya V. A., Gumanova N. G. Skrining – metod opredeleniya urovnya metabolitov oksida azota sy`vorotke cheloveka. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2005; 6: 15–18. (In Russ.)].
  14. Lobysheva I. I., Serezhenkov V. A., Vanin A. F. Interaction of peroxynitrite and hydrogen peroxide with dinitrosyl iron complexes containing thiol ligands in vitro. Biochemistry. 1999; 64: 194–200.
  15. Bradford M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976; 7(72): 248–254.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The relative amount of 3-nitrothyrosine in protein molecules of HepG2 cells exposed to S-nitrosoglutathione at concentrations of 1–100 microns for 3 hours (left) and 24 (right) hours

Download (45KB)
3. Fig. 2. The relative amount of BC L2 and Fas in HepG2 cells exposed to S-nitrosoglutathione at concentrations of 1–100 microns for 3 (left) and 24 (right) hours

Download (73KB)

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».