La tiamina è una vitamina idrosolubile fondamentale per il corretto funzionamento del nostro metabolismo. Questo lavoro di tesi vuole indagare gli effetti non-coenzimatici di alcuni precursori disolfurici della tiamina, quali la tiamina disolfuro, la fursultiamina e la sulbutiamina, molecole usate nell’integrazione e in nutraceutica in quanto più lipofile rispetto alla tiamina stessa e per questo maggiormente assorbibili. Tali derivati disolfurici sono stati studiati in relazione all’azione antiossidante, ricercando una loro correlazione con i principali sistemi di regolazione redox, quello della tioredossina e quello del glutatione. La prima parte della sperimentazione si è sviluppata con studi in vitro che mirano a valutare l’effetto di derivati tiaminici sulle attività enzimatiche della tioredossina reduttasi (TrxR) e della glutatione reduttasi (GR), dimostrando che entrambi i sistemi enzimatici, ma soprattutto quello facente capo alla tioredossina, sono in gradi di ridurre i disolfuri tiaminici. La ricerca è poi proseguita in un modello cellulare che mima l’epitelio intestinale utilizzando cellule Caco-2 di adenocarcinoma colon rettale. Ci siamo focalizzati sull’effetto che tali composti tiaminici esercitano sulla vitalità cellulare e sull’omeostasi redox, comprendendo l’analisi dei tioli totali e di varie attività enzimatiche coinvolte. In particolare, tra i vari derivati disolfurici, la fursultiamina è in grado di stimolare l’espressione e l’attività di TrxR, di Gpx 1/2 e di NQO1. Inoltre sono state condotte, sempre in ambito cellulare, osservazioni sulla produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), in presenza dei disolfuri tiaminici e di inibitori della tioredossina reduttasi e della glutatione reduttasi quali rispettivamente Auranofin e BCNU. Infine, allo scopo di capire il meccanismo di azione molecolare dei precursori tiaminici, è stata seguita l’attivazione che tali molecole determinano della via di segnale di Nrf2/Keap1, a cui fanno capo enzimi antiossidanti e di detossificazione. Da questo lavoro di tesi ne deriva che i derivati tiaminici possono agire anche con un meccanismo non coenzimatico, andando ad interagire con il sistema della tioredossina e con il sistema del glutatione.

RUOLO DI DERIVATI DISOLFURICI DELLA TIAMINA NEI SISTEMI DI REGOLAZIONE TIOLICA IN VITRO E IN UN MODELLO CELLULARE

ANNESI, GIULIA
2023/2024

Abstract

La tiamina è una vitamina idrosolubile fondamentale per il corretto funzionamento del nostro metabolismo. Questo lavoro di tesi vuole indagare gli effetti non-coenzimatici di alcuni precursori disolfurici della tiamina, quali la tiamina disolfuro, la fursultiamina e la sulbutiamina, molecole usate nell’integrazione e in nutraceutica in quanto più lipofile rispetto alla tiamina stessa e per questo maggiormente assorbibili. Tali derivati disolfurici sono stati studiati in relazione all’azione antiossidante, ricercando una loro correlazione con i principali sistemi di regolazione redox, quello della tioredossina e quello del glutatione. La prima parte della sperimentazione si è sviluppata con studi in vitro che mirano a valutare l’effetto di derivati tiaminici sulle attività enzimatiche della tioredossina reduttasi (TrxR) e della glutatione reduttasi (GR), dimostrando che entrambi i sistemi enzimatici, ma soprattutto quello facente capo alla tioredossina, sono in gradi di ridurre i disolfuri tiaminici. La ricerca è poi proseguita in un modello cellulare che mima l’epitelio intestinale utilizzando cellule Caco-2 di adenocarcinoma colon rettale. Ci siamo focalizzati sull’effetto che tali composti tiaminici esercitano sulla vitalità cellulare e sull’omeostasi redox, comprendendo l’analisi dei tioli totali e di varie attività enzimatiche coinvolte. In particolare, tra i vari derivati disolfurici, la fursultiamina è in grado di stimolare l’espressione e l’attività di TrxR, di Gpx 1/2 e di NQO1. Inoltre sono state condotte, sempre in ambito cellulare, osservazioni sulla produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), in presenza dei disolfuri tiaminici e di inibitori della tioredossina reduttasi e della glutatione reduttasi quali rispettivamente Auranofin e BCNU. Infine, allo scopo di capire il meccanismo di azione molecolare dei precursori tiaminici, è stata seguita l’attivazione che tali molecole determinano della via di segnale di Nrf2/Keap1, a cui fanno capo enzimi antiossidanti e di detossificazione. Da questo lavoro di tesi ne deriva che i derivati tiaminici possono agire anche con un meccanismo non coenzimatico, andando ad interagire con il sistema della tioredossina e con il sistema del glutatione.
2023
ROLE OF THIAMINE DISULFIDE DERIVATES IN THIOL REDOX REGULATION IN VITRO AND IN A CELLULAR MODEL
DERIVATI TIAMINICI
REGOLAZIONE TIOLICA
GLUTATIONE
TIOREDOSSINA
ANTIOSSIDANTI
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