Інгібування множинних форм карбоангідрази хлоропластів шпинату іонами купруму

Автор(и)

  • О.В. Поліщук Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ
  • А.В. Семеніхін Ніжинський державний університет ім. Миколи Гоголя
  • Н.М. Топчій Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ
  • О.К. Золотарьова Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ

DOI:

https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.04.094

Ключові слова:

Spinacia oleracea, інфрачервоний газовий аналіз, іони міді, іони цинку, важкі метали, карбоангідраза, тілакоїдні мембрани, хлоропласти

Анотація

Досліджено вплив Cu2+ на карбоангідразну активність різних фракцій хлоропластів. Стромальну фракцію і фракцію тилакоїдних мембран отримували після осмотичного руйнування інтактних хлоропластів, відмитих від компонентів цитозолю. Стромальні карбоангідрази виявилися значно чутливішими до дії Cu2+, ніж тилакоїдні. Так, напівмаксимальне інгібування (I50) карбоангідразної активності ензимів у стромальній фракції досягалося при концентрації Cu2+ 3 мкМ, тоді як I50 для тилакоїдних карбоангідраз становило від 10 до 20 мкМ Cu2+. Розподіл активності по білкових зонах стромальної і тилакоїдної фракцій після електрофоретичного розділення змінювався в присутності іонів купруму: зменшувалася інтенсивність забарвлення і кількість смуг, що змінювали свій колір. Отримані дані підтверджують можливість використання карбоангідраз хлоропластів як біомаркера забруднення навколишнього середовища.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

HewettEmmett, D. & Tashian, R. E. (1996). Functional diversity, conservation, and convergence in the evolution of the alpha, beta, and gamma carbonic anhydrase families. Mol. Phylogen. Evol., 5, pp. 52-77.

Supuran, C. T. (2008). Carbonic anhydrases an overview. Curr. Pharm. Des., 14, No. 7, pp. 603-614. doi: https://doi.org/10.2174/138161208783877884

DiMario, R. J., Clayton, H., Mukherjee, A., Ludwig, M. & Moroney, J. V. (2017). Plant carbonic anhydrases: structures, locations, evolution, and physiological roles. Mol. Plant, 10, pp. 30-46. doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2016.09.001

Rudenko, N. N., Ignatova, L. K. & Ivanov, B. N. (2007). Multiple sources of carbonic anhydrase activity in pea thylakoids: soluble and membranebound forms. Photosynth. res., 91, No. 1, pp. 81-89. doi: https://doi.org/10.1007/s1112000791482

Fabre, N., Reiter, I. M., BecuweLinka, N., Genty, B. & Rumeau, D. (2007). Characterization and expression analysis of genes encoding alpha and beta carbonic anhydrases in Arabidopsis. Plant Cell Environ., 30, pp. 617-629. doi: https://doi.org/10.1111/j.13653040.2007.01651.x

Rudenko, N. N., Ignatova, L. K., Fedorchuk, T. P. & Ivanov, B. N. (2015). Carbonic anhydrases in photosynthetic cells of higher plants. Biochemistry (Moscow), 80, No. 6, pp. 674-687. doi: https://doi.org/10.1134/S0006297915060048

Lionetto, M. G., Caricato, R., Giordano, M. E. & Schettino, T. (2016). The complex relationship between metals and carbonic anhydrase: new insights and perspectives. Int. J. Mol. Sci., 17, Iss. 1, 127. doi: https://doi.org/10.3390/ijms17010127

Vodka, M. V., Polishchuk, A. V., Bilyavs'ka, N. O. & Zolotareva, O. K. (2013). Response of spinach photosynthetic apparatus to the action of heavy metals, carbonic anhydrase inhibitors. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 10, pp. 152-158 (in Ukrainian).

Vodka, M. V., Polishchuk, A. V., Bilyavs'ka, N. A. & Zolotareva, E. K. (2013). Effects of heavy metals on photosynthetic apparatus and carbonic anhydrase activity on pea chloroplasts. Visnyk Kharkiv. Nats. Ahrar. Untu. Ser. Biol., Iss. 3, pp. 46-55 (in Russian).

Moskvin, O. V., Shutova, T. V., Khristin, M. S., Ignatova, L. K., Villarejo, A., Samuelsson, G., Klimov, V. V. & Ivanov, B. N. (2004). Carbonic anhydrase activities in pea thylakoids. Photosynth. Res., 79, No. 1, pp. 93-100. doi: https://doi.org/10.1023/B:PRES.0000011925.93313.db

Reeves, S. G. & Hall, D. O. (1980). Higher plants chloroplasts and grana: general preparative procedures (excluding high carbon dioxide fixation ability chloroplasts). Methods Enzymol., 69, pp. 85-94. doi: https://doi.org/10.1016/S00766879(80)690107

Semenihin, A. V., Polishchuk, A. V. & Podorvanov, V. V. (2014). Effect of heavy metals ions on the activity of carbonic anhydrase in pea chloroplasts. Visnyk Kharkiv. Nats. Ahrar. Untu. Ser. Biol., Iss. 2, pp. 23-31 (in Russian).

Semenihin, A. V. & Zolotareva, Î. K. (2014). Identification of carbonic anhydrase activity associated with protein complexes of spinach photosynthetic membranes. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 6, pp. 151-155 (in Ukrainian). doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2014.06.151

Podorvanov, V. V., Polishchuk, A. V. & Zolotareva, E. K. (2007). Copper ions effect on lightinduced proton transfer in spinach chloroplasts. Biofizika, 52, No. 6, pp.1049-1053 (in Russian).

Atkins, C. A., Patterson, B. D. & Graham, D. (1972). Plant carbonic anhydrases I. Distribution of types among species. Plant Physiol., 50, pp. 214-217. doi: https://doi.org/10.1104/pp.50.2.214

##submission.downloads##

Опубліковано

12.05.2024

Як цитувати

Поліщук, О., Семеніхін, А., Топчій, Н., & Золотарьова, О. (2024). Інгібування множинних форм карбоангідрази хлоропластів шпинату іонами купруму . Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, (4), 94–101. https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.04.094

Номер

№ 4 (2018): Доповіді Національної академії наук України

Розділ

Біохімія

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Доповіді Національної академії наук України

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.