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■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a574.191
■1001  ▼aGoldblum,  Rebecca  R.
■24510▼aThe  Role  of  Oxidative  Stress  in  Remodeling  the  Cardiac  Microtubule  Cytoskeleton▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bUniversity  of  Minnesota.  ▼c2021
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2021
■300    ▼a1  online  resource(147  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Gardner,  Melissa.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Minnesota,  2021.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aMicrotubules  are  cylindrical  cytoskeletal  polymers  composed  of  α/β-tubulin  heterodimers  that  make  up  an  ordered  tubulin  lattice.  In  cells,  microtubules  form  a  network  that  is  a  key  component  of  the  cellular  cytoskeleton.  Under  pathological  conditions  of  oxidative  stress,  we  and  others  have  found  that  cardiomyocytes,  the  contractile  cells  in  the  heart,  display  a  denser  microtubule  cytoskeleton,  which  may  lead  to  the  progressive  structural  and  functional  cellular  changes  associated  with  myocardial  ischemia  and  systolic  dysfunction.  This  reorganization  of  the  microtubule  network  occurs  despite  only  small  increases  in  tubulin  expression,  suggesting  that  alterations  to  microtubule  length  regulation  and  stability  are  involved.  Using  biophysical  reconstitution  experiments  and  live-cell  imaging,  we  found  that  oxidative  stress  may  synergistically  increase  the  density  of  microtubules  inside  of  cells  by  simultaneously  increasing  the  length  of  dynamic,  short-lived  microtubules,  while  fostering  the  longevity  of  stable,  long-lived  microtubules.  We  found  that  microtubules  subjected  to  oxidative  stress  undergo  cysteine  oxidation,  and  our  electron  and  fluorescence  microscopy  experiments  revealed  that  the  locations  of  oxidized  tubulin  subunits  within  the  microtubule  had  structural  damage  within  the  cylindrical  tubulin  lattice,  consisting  of  holes  and  lattice  openings.  For  dynamic  microtubules,  incorporation  of  stabilizing  GTP-tubulin  into  these  damaged  lattice  regions  led  to  an  increased  frequency  of  rescue  events  (the  transition  from  shortening  to  growth),  and  thus  longer  microtubules.  For  long-lived  microtubules,  these  same  structural  defects  facilitate  entry  of  the  enzyme  αTAT1  into  the  microtubule  lumen,  where  it  catalyzes  the  acetylation  of  α-tubulin.  This  intraluminal  acetylation  has  been  shown  to  increase  the  lifetime  of  stable  microtubules  by  conferring  mechanical  stability  to  the  microtubule  lattice.  In  this  way,  oxidative  stress  triggers  a  dramatic,  pathogenic  shift  from  a  sparse  microtubule  network  into  a  dense,  longitudinally  aligned  microtubule  network  inside  of  cardiac  myocytes,  likely  contributing  to  increased  cellular  stiffness  and  contractile  dysfunction.  Our  results  provide  insight  into  myocardial  changes  in  ischemic  heart  disease  by  describing  a  mechanism  for  the  dramatic  remodeling  of  the  microtubule  cytoskeletal  network  within  cardiac  myocytes  subjected  to  oxidative  stress.
■590    ▼aSchool  code:  0130.
■650  4▼aBiophysics.
■650  4▼aBiochemistry.
■650  4▼aCellular  biology.
■653    ▼aAcetylation
■653    ▼aCardiac  myocytes
■653    ▼aMicrotubules
■653    ▼aOxidative  stress
■653    ▼aTubulin
■653    ▼aMicrotubule  cytoskeleton
■690    ▼a0786
■690    ▼a0487
■690    ▼a0379
■71020▼aUniversity  of  Minnesota▼bBiochemistry,  Molecular  Bio,  and  Biophysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-01B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0130
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2021
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16930948▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024