Ограниченная роль окислительно-восстановительного цикла амплификации билирубин—биливердин в антиоксидантной защите клеток, обеспечиваемой биливердинредуктазой

В клетках млекопитающих гем расщепляется гемоксигеназой до биливердина, который затем восстанавливается биливердинредуктазой (BVR) до билирубина. Оба желчных пигмента обладают восстановительными свойствами, и в настоящее время билирубин обычно рассматривается как мощный антиоксидант; однако остается неясным, каким образом он защищает клетки от окислительного повреждения. Популярное в настоящее время объяснение антиоксидантной функции билирубина основано на окислительно-восстановительном цикле, в котором билирубин окисляется до биливердина, а затем регенерируется с помощью BVR. В настоящей работе мы повторно исследовали этот предполагаемый цикл, опосредованный BVR. Мы обнаружили, что окисление билирубина, опосредованное перекисным окислением липидов в хлороформе — модели билирубина, связанного с клеточной мембраной, — не приводило к образованию биливердина, необходимого условия для предполагаемого окислительно-восстановительного цикла. Аналогичным образом, H2O2 не окисляла связанный с альбумином билирубин до биливердина, а окисление билирубина, связанного с альбумином или лигандином, пероксильными радикалами in vitro давало лишь небольшие выходы биливердина. Кроме того, снижение уровня клеточного белка BVR и его активности в клетках HeLa с помощью РНК-интерференции не изменяло гибель клеток, опосредованную H2O2, тогда как сверхэкспрессия BVR не усиливала защиту этих клеток от повреждения, вызванного H2O2, независимо от того, добавляли ли к клеткам билирубин или биливердин в качестве субстрата предполагаемого окислительно-восстановительного цикла. Аналогично, трансформация дрожжевых клеток-мутантов hmx1 (гемоксигеназа) человеческой BVR не обеспечивала защиты от токсичности H2O2, превышающей защиту, наблюдавшуюся у дрожжей-мутантов hmx1, экспрессирующих человеческую гемоксигеназу-1. В совокупности эти результаты свидетельствуют против того, что цикл, опосредованный BVR, играет общую или значимую роль в качестве механизма клеточной антиоксидантной защиты.