Disorder of cellular metabolic homeostasis resulting in the enhanced level of reactive oxygen species, glucose or reactive carbonyl compounds (products of lipid, glucose and amino acids oxidation) causes modifications of cellular components, particularly proteins. As a result of polypeptide chain direct oxidative modifications, carbonyl groups are formed. Reactions of polypeptides with glucose resulting in advanced glycation end products (AGE) generation and reaction with lipid peroxidation products giving advanced lipoxidation end products (ALE) and mechanisms of the above products generation are described. Since accumulation of modified proteins in cells can lead to the development of different diseases including diabetes and its associated diseases as well as neurodegenerative diseases their identification as well as quantitative determination is very important. Obtained data are used in diagnosis and in pharmacotherapy. However, variety of products and a wide range of their concentration in biological samples, cause that different analytic techniques must be used for their analysis. In this review, methods for their determination, with particular emphasis on proteomic approach using state of the art analytical techniques are shown.
Zaburzenia w metabolizmie komórkowym, którym towarzyszy nagromadzenie reaktywnych form tlenu, glukozy lub reaktywnych związków karbonylowych (będących produktami utleniania lipidów, glukozy i aminokwasów), sprzyjają reakcjom wymienionych związków ze składnikami komórki, w tym również z białkami. Głównymi produktami tych reakcji są polipeptydy z wolnymi grupami karbonylowymi, produkty zaawansowanej lipoksydacji (ALE) oraz produkty zaawansowanej glikacji (AGE). Odkładanie się zmodyfikowanych białek w komórkach może prowadzić do rozwoju wielu chorób w tym m.in. cukrzycy i chorób jej towarzyszących oraz chorób neurodegeneracyjnych. Identyfikacja zmodyfikowanych białek wymaga stosowania do ich analizy różnych technik badawczych. W niniejszej pracy przedstawiono mechanizmy prowadzące do powstania produktów karbonylacji białek, jak również metody ich oznaczania, ze szczególnym uwzględnieniem podejścia proteomicznego wykorzystującego nowoczesne techniki analityczne. Podejście to daje możliwość identyfikacji nowych biomarkerów chorobowych oraz punktów uchwytu dla ukierunkowanej farmakoterapii, co jest wykorzystywane zarówno w diagnostyce, jak i leczeniu.
Keywords: advanced glycation end product; advanced lipoxidation end product; carbonyl group; protein; reactive oxygen species.