Изменения окислительно-восстановительного потенциала среды (стр. 2 из 2)

Рис. 4. Изменения величины E_h среды в динамике развития культуры Ps. diminuta. 1 - контроль; 2 - в присутствии 100 мг/л ванадата.

Колоколообразная зависимость накопления SH-групп в среде от возраста культуры Ps. diminuta сопровождается сходной зависимостью снижения E_h среды. По мере развития культуры величина E_h уменьшается и достигает минимума (180-200 мВ) к 6-8 суткам, а затем вновь возрастает (рис. 4, кривая 1). В присутствии ванадата минимальное значение E_h достигает 80 - 90 мВ (кривая 2). Столь низкие значения E_h в аэробных условиях могут быть обусловлены только наличием в среде значительных количеств тиолсодержащих соединений, стандартный редокс-потенциал которых в анаэробных условиях существенно ниже 0 мВ. Так, например, 1,4-дитиотреитол, эффективно восстанавливающий SH-группы ферментов и кофакторов, имеет стандартный потенциал -330 мВ при pH 7; сходными окислительно-восстановительными свойствами обладают тиогликолевая кислота, 2-меркаптоэтанол, димеркаптопропанол и др. (Досон и др., 1991).

В отличие от тиолов такие соединения, как органические кислоты, имеют стандартные редокс-потенциалы в интервале от 50 до 250 мВ. Согласно нашим данным (рис. 5) для достижения величины E_h около 200 мВ содержание аскорбата в среде в аэробных условиях должно составлять несколько мМ (кривая 2), а в случае гликолата его концентрация при E_h около 300 мВ достигает 200-400 мМ (кривая 3).

Рис. 5. Зависимость величины E_h от концентрации SH-групп цистеина, инкубируемого в 20 мМ буфере морфолинопропансульфонате (pH 7,0).

На рис. 5 также показана зависимость величины E_h буферного раствора от концентрации SH-групп цистеина (кривая 1). Видно, что величинам E_h около 200 и 100 мВ соответствуют концентрации SH-групп около 20 и 120 мкМ. Эти значения согласуются с величинами E_h (рис. 4) и концентрациями SH-групп (рис. 3) в культуральной жидкости Ps. diminuta.

Таким образом, полученная корреляции между содержанием ванадата в клетках и культуральной жидкости Ps. diminuta, накоплением низкомолекулярных белков и SH-групп и изменениями E_h среды культивирования бактерий позволяют полагать, что ионы ванадия, поглощенные клетками Ps. diminuta стимулируют образование тионеинподобных белков, связываются с ними с участием SH-групп и выделяются из клеток вместе с белками, продуктами их деградации или с другими тиоловыми соединениями.

Список литературы

1. Веревкина И.В., Точилкин А.И., Попова Н.А. 1977. Современные методы в биохимии, М.
2. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. 1977. Экология водных микроорганизмов, М.
3. Гусев М.В., Вольберг М.М., Лебедева А.Ф., Савельев И.Б. 1988. Использование метода диализного культивирования для подбора симбиотических альгобактериальных пар//Биол. науки, № 1, 103-106.
4. Гусев М.В., Лебедева А.Ф., Саванина Я.В., Барский Е.Л. 1997. Устойчивость культур цианобактерии Anacystis nidulans и микроводоросли Dunaliella maritima к токсическому действию ванадия: влияние фосфата, железа и цистеина//Вестн. МГУ. Сер. Биология, № 3, 12-17.
5. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. 1991. Справочник биохимика, М.
6. Лебедева А.Ф., Саванина Я.В., Савельев И.Б. 1993. Распрeделение ванадия в клетках цианобактерий Anacystis nidulans и Nostoc muscorum: взаимосвязь с SH-содержащими низкомолекулярными белками//Вестн. МГУ. Сер. Биология, № 4, 58-61.
7. Саванина Я.В., Лебедева А.Ф., Савельев И.Б. 1994. Смешанно-раздельное культивирование цианобактерий Anacystis nidulans и Nostoc muscorum и бактерий рода Pseudomonas в присутствии ванадия//Вестн. МГУ. Сер. Биология, № 2, 29-34.
8. Саванина Я.В., Адани А.Г., Лебедева А.Ф., Савельев И.Б., Гусев М.В. 1995. Образование ванадий-тионеина клетками Anacystis nidulans при высоких концентрациях металла//Вестн. МГУ. Сер. Биология, № 1, 38-46.
9. Саванина Я.В., Пахомкина Б.С., Лебедева А.Ф., Дольникова Г.А. 1998. Смешанно-раздельное культивирование цианобактерий Anacystis nidulans, Anabaena variabilis и Nostoc muscorum с бактериями, выделенными из ванадийсодержащего промышленного водоема. Тез. докл. на V Международной конференции "Новые информационные технологии в медицине и экологии" Гурзуф.
10. Торчинский Ю.М. 1977. Сера в белках, М.
11. Ang S.G., Wong V.W. 1992. Chromatographic analysis of low-molecularmass copper-binding ligands from the crab-spesies Scylla serrata and Portunus pelagicus//J. Chromatogr., 599, № 1-2, 21-24.
12. Appana V.D., Whitmore L. 1995. Biotransformation of zinc by Pseudomonas fluorescens//Microbios., 82, № 332, 149-155.
13. Barsky E.L., Samuilov V.D. 1979. Blue and red shifts of bacteriochlorophyll absorption band around 880 nm in Rhodospirillum rubrum//Biochim. Biophys. Acta, 548, 448-457.
14. Barsky E.L., Kamilova F.D., Samuillov V.D. 1985. Do cyanobacteria contain a membrane bound cysteine oxidase?//Z. Naturforsch, 40 c, 176-178.
15. Gachot B., Tauc M., Wanstoc F., Morat L., Poujeol Ph. 1994. Zinc transport and metallothionein induction in primary cultures of rabbit kidney proximal cells//Biochem. Biophys. Acta, 1191, № 2, 291-298.
16. Kagi J.N.R. 1993. Purification and primary structure of snail metallothionein. Similarity of the N-terminal sequence with histones H₄ and H₂A//Eur. J. Biochem., 216, № 3, 739-746.
17. Lowry O., Rosenbourg R., Farr A., Randal R. 1951. Protein measurement with Folin phenol reagent//J. Biol. Chem., 193, 265-275.
18. Nagase H., Inthorn D., Miuamoto K. 1994. Use of photosynthetical organisms in biological purification//Jap. J. Toxicol. and Environ. Health, 40, № 6, 479-485.
19. Obata H., Inoue N., Imai K., Umebauashi M. 1994. Cadmium tolerance of calli induced from roots of plants with differences in cadmium tolerance//Soil. Sci. and Plant. Nutr., 40, № 3, 351-354.
20. Popper H.H., Woldrich A., Grigar E. 1991. Comparison of chromate and vanadate toxicity and its relationship to oxigen radical formation//Zentralb. Hyg. und Umweltmed, 194, № 4, 373-379.
21. Reddy G.N., Prasad M.N.V. 1990. Heavy metal binding proteine. Polypeptide: occurence, structure, synthesis and function//Environ. Exp. Bot. 30, N 3. 251-264 Rehder D. 1991. Bioorganisme Chemie des Vanadiums//Angev. Chem., 103, № 2, 152-172.