|Generate QR code
Open Access
Subscription Access
Prooxidant Sensitizing Properties of Sodium Pyruvate
Abstract
Sodium pyruvate is an important biological compound that being a substrate for several enzymes of the main metabolic pathways of carbohydrates. It has been shown for the first time, that along with well-known antioxidant properties, sodium pyruvate exhibits the ability to act as a photosensitizer when exposed to longwave UV radiation of λ = 325 nm, corresponding to its low-intensity n→π* absorption band. The sensitizing properties of pyruvate have been studied in relation to the lactate dehydrogenase (LDH) enzyme, the substrate of which the pyruvate is. It has been shown that pyruvate-sensitized photodestruction of tryptophan and cystine amino acid residues leads to photoinactivation of the enzyme. The photochemical process is inhibited by adding free radical quenchers and antioxidant enzymes to the irradiated LDH-pyruvate mixture, as well as by replacing H2O with D2O; also, the process is accelerated by reducing the concentration of the dissolved oxygen. A conclusion has been made about the decisive role of radical processes (type I reactions) in pyruvate-sensitized photoinactivation of LDH.
About the Authors
V. Y. Plavskii
B.I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
Minsk
A. I. Tretyakova
B.I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
Minsk
L. G. Plavskaya
B.I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
Minsk
A. V. Mikulich
B.I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
Minsk
T. S. Ananich
B.I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
Minsk
O. N. Dudinova
B.I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Belarus
Minsk
References
1. Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот. Справочник биохимика, Москва, Мир (1991)
2. G. Wang, C. Wei, X. Hong, Z. Fu, W. Huang. Green Chem., 22, N 20 (2020) 6819—6826
3. A. Kładna, M. Marchlewicz, T. Piechowska, I. Kruk, H. Y. Aboul‐Enein. Lumin., 30, N 7 (2015) 1153—1158
4. C. Asmus, O. Mozziconacci, C. Schöneich. J. Phys. Chem. A, 119, N 6 (2015) 966—977
5. A. R. Giandomenico, G. E. Cerniglia, J. E. Biaglow, C. W. Stevens, C. J. Koch. Free Radic. Biol. Med., 23, N 3 (1997) 426—434
6. P. Ramakrishnan, M. Maclean, S. J. MacGregor, J. G. Anderson, M. H. Grant. Toxic. in Vitro, 33 (2016) 54—62
7. M. Migliario, S. Tonello, V. Rocchetti, M. Rizzi, F. Renò. Lasers Med. Sci., 33, N 9 (2018) 1919—1924
8. В. Ю. Плавский, Л. Г. Плавская, О. Н. Дудинова, А. И. Третьякова, А. В. Микулич, А. Н. Собчук, Р. К. Нагорный, Т. С. Ананич, А. Д. Свечко, С. В. Якимчук, И. А. Леусенко. Журн. прикл. спектр., 90, № 2 (2023) 239—252 [V. Y. Plavskii, L. G. Plavskaya, O. N. Dudinova, A. I. Tretyakova, A.V. Mikulich, A. N. Sobchuk, R. K. Nahorny, T. S. Ananich, A. D. Svechko, S. V. Yakimchuk, I. A. Leusenko. J. Appl. Spectr., 90, N 2 (2023) 334—345]
9. V. Novohradsky, A. Rovira, C. Hally, A. Galindo, G. Vigueras, A. Gandioso, M. Svitelova, R. Bresolí-Obach, H. Kostrhunova, L. Markova, J. Kasparkova, S. Nonell, J. Ruiz, V. Brabec, V. Marchán. Angew. Chem. Int. Ed. Angl., 58, N 19 (2019) 6311—6315
10. V. Y. Plavskii, O. N. Dudinova, L. G. Plavskaya, A. I. Tretyakova, A. V. Mikulich, R. K. Nahorny, A. D. Svechko, T. S. Ananich, A. N. Sobchuk, S. V. Yakimchuk, I. A. Leusenka. J. Biomed. Res. Environ. Sci., 5, N 11 (2024) 1531—1555
11. I. Moserova, J. Kralova. PLoS One, 7, N 3 (2012) e32972
12. А. А. Таболич, А. И. Третьякова, Л. Г. Плавская, Т. С. Ананич, Р. К. Нагорный, В. Ю. Плавский, Л. С. Ляшенко, Е. С. Воропай, А. П. Луговский. Журн. прикл. спектр., 91 № 3 (2024) 444—453 [A. A.Tabolich, A. I. Tretyakova, L. G. Plavskaya, T. S. Ananich, R. K. Nahorny, V. Y. Plavskii, L. S. Lyashenko, E. S. Voropay, A. P. Lugovski. J. Appl. Spectr., 91, N 3 (2024) 593—600]
13. J. I. Lee, Kim, D. H. Kang. Food Bioscience, 56 (2023) 103080
14. L. M. Baltazar, A. E. Krausz, A. C. O. Souza, B. L. Adler, A. Landriscina, T. Musaev, A. J. Friedman. PloS One, 10, N 3 (2015) e0120179
15. J. A Blee, I. S. Roberts, T. A. Waigh. Phys. Biol., 17, N 3 (2020) 036001
16. J. I. Lee, S. S. Kim, D. H. Kang. Int. J. Food Microbiol., 373 (2022) 109704
17. V. Plavskii, A. Mikulich, N. Barulin, T. Ananich, L. Plavskaya, A. Tretyakova, I. Leusenka. Photochem Photobiol., 96 N 6 (2020) 1294—1313
18. V. Y. Plavskii, N. V. Barulin, A. V. Mikulich, A. I. Tretyakova, T. S. Ananich, L. G. Plavskaya, I. A. Leusenka, A. N. Sobchuk, V. A. Sysov, O. N. Dudinova, A. I. Vodchits, I. A. Khodasevich, V. A. Orlovich. J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 216 (2021) 112112
19. C. Han, H. Yang, B. Li, Z. Wang. Biomed. Pharmacother., 126 (2020) 110082
20. S. K. Gupta, L. Awor, S. Rastogi, J. Prakash, Y. K. Gupta, S. D. Varma, T. Velpandian. Indian J. Physiol. Pharmacol., 42 (1998) 315—318
21. C. N. Pace, F. Vajdos, L. Fee, G. Grimsley, T. Gray. Protein Sci., 4 (1995) 2411—2423
22. Дж. Лакович. Основы флуоресцентной спектроскопии, Москва, Мир (1986)
23. S. Takeuchi, A. Maeda. J Biochem., 81, N 4 (1977) 971—976
24. S. V. Gudkov, V. I. Bruskov, M. E. Astashev, A. V Chernikov, L. S. Yaguzhinsky, S. D. Zakharov. J. Phys. Chem. B, 115, N 23 (2011) 7693—7698
25. В. А. Мостовников, Г. Р. Мостовникова, А. И. Жданович, В. Ю. Плавский, Е. Б. Килина, С. А. Третьяков, В. А. Самойлюкович. Журн. прикл. спектр., 49, № 2 (1988) 230—237 [V. A. Mostovnikov, G. R. Mostovnikova, A. I. Zhdanovich, V. Yu. Plavskii, E. B. Kilina, S. A. Tret’yakov, V. A. Samoilyukovich. J. Appl. Spectr., 49 (1988) 801—806]
26. В. А. Мостовников, Г. Р. Мостовникова, А. И. Жданович, В. Ю. Плавский, С. А. Третьяков. Журн. прикл. спектр., 49, № 5 (1988) 793—799 [V. A. Mostovnikov, G. R. Mostovnikova, A. I. Zhdanovich, V. Plavskii, S. A. Tret’yakov. J. Appl. Spectr., 49 (1988) 1160—1165]
27. S. A. Margolis, B. Coxon. Anal. Chem., 58, N 12 (1986) 2504—2510
28. J. Thøgersen, F. Madzharova, T. Weidner, F. Jensen. Nat. Commun., 15, N 1 (2024) 1978
29. C. J. Clarke, J. A. Gibbard, L. Hutton, J. R. R. Verlet, B. F. E. Curchod. Nat. Commun., 13, N 1 (2022) 937
30. M. I. Guzman, A. J. Colussi, M. R. Hoffmann. J. Phys. Chem. A, 110, N 10 (2006) 3619—3626
31. И. И. Степуро, И. Б. Заводник. Журн. физ. химии, 62, № 11 (1988) 3038—3043
32. R. S. Davidson, D. Goodwin, P. Fornier de Violet. Chem. Phys. Lett., 78, N 3 (1981) 471—474
33. E. C. Griffith, B. K. Carpenter, R. K. Shoemaker, V. Vaida. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 110, N 29 (2013) 11714—11719
34. И. И. Степуро, И. Б. Заводник, А. Г. Мороз, С. А. Маскевич, Ю. М. Островский, Г. А. Гачко, Л. Н. Кивач. Журн. физ. химии, 58, № 4 (1984) 929—932
35. С. В. Конев, И. Д. Волотовский. Фотобиология, Минск, БГУ (1979)
36. И. И. Сапежинский. Биополимеры: кинетика радиационных и фотохимических превращений, Москва, Наука (1988)
37. P. T. Chou, A. U. Khan. Biochem. Biophys. Res. Commun., 115, N 3 (1983) 932—937
38. M. Nishikimi. Biochem. Biophys. Res. Commun., 63, N 2 (1975) 463—468
39. R. S. Bodannes, P. C. Chan. FEBS Lett., 105, N 2 (1979) 195—196
Review
For citations:
Plavskii V.Y., Tretyakova A.I., Plavskaya L.G., Mikulich A.V., Ananich T.S., Dudinova O.N. Prooxidant Sensitizing Properties of Sodium Pyruvate. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2025;92(3):368-377. (In Russ.)
Views:
29
Email this article 