Skip to main content
main-content

15.06.2017 | Original Paper | Ausgabe 2-3/2017

NeuroMolecular Medicine 2-3/2017

Individual Amino Acid Supplementation Can Improve Energy Metabolism and Decrease ROS Production in Neuronal Cells Overexpressing Alpha-Synuclein

Zeitschrift:
NeuroMolecular Medicine > Ausgabe 2-3/2017
Autoren:
Vedad Delic, Jeddidiah W. D. Griffin, Sandra Zivkovic, Yumeng Zhang, Tam-Anh Phan, Henry Gong, Dale Chaput, Christian Reynes, Vinh B. Dinh, Josean Cruz, Eni Cvitkovic, Devon Placides, Ernide Frederic, Hamed Mirzaei, Stanley M. Stevens Jr., Umesh Jinwal, Daniel C. Lee, Patrick C. Bradshaw
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s12017-017-8448-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative disorder characterized by alpha-synuclein accumulation and loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN) region of the brain. Increased levels of alpha-synuclein have been shown to result in loss of mitochondrial electron transport chain complex I activity leading to increased reactive oxygen species (ROS) production. WT alpha-synuclein was stably overexpressed in human BE(2)-M17 neuroblastoma cells resulting in increased levels of an alpha-synuclein multimer, but no increase in alpha-synuclein monomer levels. Oxygen consumption was decreased by alpha-synuclein overexpression, but ATP levels did not decrease and ROS levels did not increase. Treatment with ferrous sulfate, a ROS generator, resulted in decreased oxygen consumption in both control and alpha-synuclein overexpressing cells. However, this treatment only decreased ATP levels and increased ROS production in the cells overexpressing alpha-synuclein. Similarly, paraquat, another ROS generator, decreased ATP levels in the alpha-synuclein overexpressing cells, but not in the control cells, further demonstrating how alpha-synuclein sensitized the cells to oxidative insult. Proteomic analysis yielded molecular insights into the cellular adaptations to alpha-synuclein overexpression, such as the increased abundance of many mitochondrial proteins. Many amino acids and citric acid cycle intermediates and their ester forms were individually supplemented to the cells with l-serine, l-proline, l-aspartate, or l-glutamine decreasing ROS production in oxidatively stressed alpha-synuclein overexpressing cells, while diethyl oxaloacetate or l-valine supplementation increased ATP levels. These results suggest that dietary supplementation with individual metabolites could yield bioenergetic improvements in PD patients to delay loss of dopaminergic neurons.

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

★ PREMIUM-INHALT
e.Med Interdisziplinär

Mit e.Med Interdisziplinär erhalten Sie Zugang zu allen CME-Fortbildungen und Fachzeitschriften auf SpringerMedizin.de. Zusätzlich können Sie eine Zeitschrift Ihrer Wahl in gedruckter Form beziehen – ohne Aufpreis.

Weitere Produktempfehlungen anzeigen
Zusatzmaterial
Supplementary material 1 (PDF 1213 kb)
12017_2017_8448_MOESM1_ESM.pdf
Supplementary material 2 (XLSX 1038 kb)
12017_2017_8448_MOESM2_ESM.xlsx
Supplementary material 3 (PDF 300 kb)
12017_2017_8448_MOESM3_ESM.pdf
Supplementary material 4 (PDF 283 kb)
12017_2017_8448_MOESM4_ESM.pdf
Literatur
Über diesen Artikel

Weitere Artikel der Ausgabe 2-3/2017

NeuroMolecular Medicine 2-3/2017Zur Ausgabe
  1. Das kostenlose Testabonnement läuft nach 14 Tagen automatisch und formlos aus. Dieses Abonnement kann nur einmal getestet werden.

  2. Das kostenlose Testabonnement läuft nach 14 Tagen automatisch und formlos aus. Dieses Abonnement kann nur einmal getestet werden.

Neu in den Fachgebieten Neurologie und Psychiatrie

Meistgelesene Bücher in der Neurologie & Psychiatrie

  • 2016 | Buch

    Neurologie

    Das Lehrbuch vermittelt Ihnen das gesamte Neurologie-Prüfungswissen für Ihr Medizinstudium und bereitet auch junge Assistenzärzte durch detailliertes Fachwissen optimal auf die Praxis vor. Die komplett überarbeitete Auflage enthält sechs neue, interdisziplinäre Kapitel.

    Herausgeber:
    Werner Hacke
  • 2016 | Buch

    Komplikationen in der Neurologie

    Das Buch schildert Ereignisse im Rahmen der Neuromedizin, die während der Diagnostik und Therapie neurologischer Erkrankungen und Symptome auftreten können. Die Fallbeispiele sensibilisieren Sie für mögliche Risikofaktoren, um das Auftreten solcher Komplikationen zu vermeiden.

    Herausgeber:
    Frank Block
  • 2017 | Buch

    Facharztwissen Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie

    Leitsymptome, Untersuchungsmethoden, Krankheitsbilder, Notfälle & Co. – mit der Neuauflage des "Facharztwissens" sind Sie auf die Facharztprüfung in Psychiatrie und Psychotherapie optimal vorbereitet. In dieser 2. Auflage sind die Kapitel zu psychosomatischen Störungen deutlich ausgebaut.

    Herausgeber:
    Frank Schneider
  • 2012 | Buch

    Kompendium der Psychotherapie

    Für Ärzte und Psychologen

    Wer in den vorhandenen Lehrbüchern der Psychotherapie den Brückenschlag zur täglichen praktischen Arbeit vermissen – ist mit diesem Werk gut bedient. In knapper, manualisierter Form werden verständlich und übersichtlich die Schritte, Techniken und konkreten, evidenzbasierten Vorgehensweisen beschrieben.

    Herausgeber:
    Prof. Dr. med. Tilo Kircher