всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Урал-Пресс: 012688

Исследование протекторных свойств восстановленного глутатиона для тест-организмов в растворах, содержащих медь

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 02 за 2016 год, стр. 64-70.
Рубрика: Аналитические методы и системы контроля качества воды

 

Олькова А.С. кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры экологии, ФГБОУ ВПО Вятский государственный гуманитарный университет
Фокина А.И. кандидат биологических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВПО Вятский государственный гуманитарный университет
Лялина Е.И. аспирант Института естественных наук, ФГБОУ ВО Вятский государственный гуманитарный университет
Ашихмина Т.Я. доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой химии Института естественных наук, ФГБОУ ВО Вятский государственный гуманитарный университет

Аннотация:
Исследовали протекторную активность восстановленного глутатиона (GSH) – естественного антиоксиданта живых организмов при его добавке в водную среду, загрязненную ионами меди (1 мг/дм3). Установлено, что в растворе существуют комплексные соединения ионов меди с лигандами восстановленного глутатиона, состав которых соответствует соотношению Cu:GSH в исходной смеси 1:1, 1:2 и 1:4. Жизнеспособность цианобактерий N. linckia через сутки экспозиции в исследуемых растворах увеличивалась, однако через 7 сут происходило угнетение и гибель организмов. При этом содержание меди в клетках росло, т.е. для цианобактерий экзогенный GSH увеличивает биодоступность токсиканта. В тестах на D. magna, P. сaudatum бактериальной тест-системе «Эколюм» показано закономерное снижение токсичности растворов меди в ответ на увеличение доли GSH. При добавке GSH в раствор с летальной концентрацией металла (1 мг/дм3) особи выжили и сохранили способность к размножению. Защитное действие экзогенного GSH подтверждено снижением количества меди в биомассе D. magna. Таким образом, показано влияние экзогенно введенного глутатиона на токсичность ионов меди (II). Эффект зависел от доли глутатиона, химического состава образующихся соединений и был видоспецифичен для живых организмов.

Ключевые слова: Daphnia magna, Nostoc linckia, биотестирование, глутатион восстановленный, медь, протекторные свойства, Раramecium caudatum, тест-система «Эколюм», токсичность

Ссылка для цитирования:
Олькова А.С., Фокина А.И., Лялина Е.И., Ашихмина Т.Я. Исследование протекторных свойств восстановленного глутатиона для тест-организмов в растворах, содержащих медь // Вода: химия и экология. — 2016. — № 02. — c. 64-70. — http://watchemec.ru/article/27842/

Литература:
1. Brewer G.J. Risks of copper and iron toxicity during aging in humans // Chem. Res. Toxicol. 2010. №. 23 (2). P. 319–326.
2. Проценко Л.Д. Химия и фармакология синтетических противоопухолевых препаратов / Л.Д. Проценко, З.П. Булкин. Киев: Наукова думка, 1985. 256 с.
3. Пат. 2125874 РФ / Штырлин В.Г., Хафизьянова Р.Х., Залялютдинова Л.Н., Мокринская И.С., Захаров А.В., Назмутдинова Г.А., Гараев Р.С.Композиция аминокислот с микроэлементами, обладающая противоопухолевой и антигипоксической активностью. Заявлено 04.07.1994. Опубликовано 10.02.1999. Бюл. № 4.
4. Кулинский В.И. Биологическая роль глутатиона / В.И. Кулинский, Л.С. Колесниченко // Успехи современной биологии, 1990. Т. 110. № 1 (4). С. 20–33.
5. Jiang J. Contribution of glutathione and metallothioneins to protection against copper toxicity and redox cycling: quantitative analysis using MT+/+ and MT-/- mouse lung fibroblast cells / J. Jiang, C.M. St. Croix, N. Sussman, Q. Zhao, B.R. Pitt, V.E. Kagan // Chem. Res. Toxicol. 2002. №. 15 (8). P. 1080–1087.
6. Lingtian X. Mercury (II) bioaccumulation and antioxidant physiology in four aquatic insects / X. Lingtian, J.L. Flippin, N. Deighton, D.H. Funk, D.A. Dickey, D.B. Buchwalter // Environ. Sci. Technol. 2009. №. 43 (3). P. 934–940.
7. Maryon E.B. Cellular glutathione plays a key role in copper uptake mediated by human copper transporter 1 / E.B. Maryon, S.A. Molloy, J.H. Kaplan // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2013. №. 304 (8). P. 768–779.
8. Скурлатов Ю.И. Введение в экологическую химию / Ю.И. Скурлатов, Г.Г. Дука, А.М. Мизити. М: Высшая школа, 1994. 400 с.
9. Speisky H. Generation of superoxide radicals by copper-glutathione complexes: redox-consequences associated with their interaction with reduced glutathione / H. Speisky, M. Gomez, Lopez-Alarcon, F. Burgos-Bravo, C. Jullian, C. Olea-Azar, M. E. Aliaga // Bioorg. Med. Chem. 2009. V. 17. No 5. P. 1803–1810.
10. Смирнова Г. В. Изменение окислительно-восстановительного потенциала при остановке роста Escherichia coli. Дис…. д-ра. биол. наук. Пермь, 2005. 399 с.
11. Гарипов Р.Р. ЭПР и структура комплексов меди(II) с N, O, P, S-содержащими лигандами. Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Казань, 2005. 193 c.
12. Домрачева Л. И. Адаптационные реакции микроорганизмов на стрессовые воздействия / Л.И. Домрачева , А.И. Фокина, С.Ю. Огородникова, Ю.Н. Зыкова, Л.В. Кондакова // Особенности урбоэкосистем подзоны южной тайги Европейского Северо-Востока. Киров: Изд-во ВятГГУ, 2012. С. 180–232.
13. Домрачева Л.И. Применение тетразольно-топографического метода определения дегидрогеназной активности цианобактерий в загрязненных средах / Л.И. Домрачева, Л.В. Кондакова, С.Ю. Огородникова, А.С. Олькова, А.И. Фокина // Биологический мониторинг природно-техногенных систем. Сыктывкар, 2011. С. 113–120.
14. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению интенсивности бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм», Москва,2010. 26 с.
15. ФР.1.39.2015.19242 (ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.2-98 (ред. 2015 г.)). Методика определения токсичности проб природных, питьевых, хозяйственно-питьевых, хозяйственно-бытовых сточных, очищенных сточных, талых, технологических вод экспресс-методом с применением прибора серии «БИОТЕСТЕР». С.-Пб.: ООО «Спектр-М». 2015. 22 с.
16. ФР.1.39.2007.03222. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: «АКВАРОС». 2007. 41 с.
17. Сборник методик измерений массовой концентрации ионов меди, свинца, кадмия, цинка, висмута, марганца, никеля и кобальта методом вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе «Экотест-ВА». М.: ООО «Эконикс-Эксперт». 2004. 61 с.
18. Васильева С.Г. Накопление V, Li и Co клетками цианобактерии рода Spirulina. Автореф. дис…. канд. биол. наук. М., 2012. 21 c.
19. ИСО 5814-84. Определение растворенного кислорода. Метод электрохимического датчика.
20. Современные методы биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. М.: Медицина, 1977. 276 с.
21. Северин С.Е. Практикум по биохимии / С.Е. Северин, Г.А. Соловьева. М.: МГУ, 1989. 509 с.
22. Фокина А.И. Исследование состава, устойчивости и токсичности медь-содержащих соединений глутатиона в водном растворе / А.И. Фокина, Е.И. Лялина, Т.Я. Ашихмина, В.И. Жаворонков, В.В. Петраш, Д.Н. Данилов // Фундаментальные исследования, 2014. № 9. С. 757–762.
23. Воейков В.Л. Регуляторные функции активных форм кислорода в модельных водных системах и в крови. Дис. … д-ра. биол. наук. М., 2003. 269 с.
24. Степанова М.А. Комплексы палладия и меди в реакциях окисления тиолов пероксидом водорода. Автореф. дис. … канд. хим. наук. СПб., 2012. 21 с.