АКТИВНОСТЬ ЛИЗОСОМАЛЬНЫХ ПРОТЕИНАЗ (КАТЕПСИНОВ B И D) В ОРГАНАХ СЕЛЬДИ CLUPEA PALLASI MARISALBI BERG (CLUPEIDAE) ИЗ РАЗНЫХ ЗАЛИВОВ БЕЛОГО МОРЯ

Нина Николаевна Немова; Марина Юрьевна Крупнова; Светлана Александровна Мурзина; Nina Nemova; Marina Krupnova; Svetlana Murzina

doi:10.17076/eb349

АКТИВНОСТЬ ЛИЗОСОМАЛЬНЫХ ПРОТЕИНАЗ (КАТЕПСИНОВ B И D) В ОРГАНАХ СЕЛЬДИ CLUPEA PALLASI MARISALBI BERG (CLUPEIDAE) ИЗ РАЗНЫХ ЗАЛИВОВ БЕЛОГО МОРЯ

Нина Николаевна Немова, Марина Юрьевна Крупнова, Светлана Александровна Мурзина, Nina Nemova, Marina Krupnova, Svetlana Murzina

Аннотация

Проведены сравнительные исследования динамики активности основных протеолитических ферментов лизосом (катепсинов В и D) в печени, гонадах, мышцах и жабрах беломорской малопозвонковой сельди Clupea pallasi marisalbi Berg (сем. Clupeidae), выловленной в осенний период в разных заливах (Онежский, Кандалакшский и Двинской) Белого моря. Во всех исследуемых тканях сельди из Двинского залива обнаружен повышенный уровень активности цистеиновой протеиназы лизосом - катепсина В, играющего регуляторную роль во внутриклеточном белковом метаболизме. Изменения в активности аспартатной протеиназы лизосом - катепсина D, основной функцией которой является полная деградация белковых молекул, обнаружены только в жабрах сельди. Возможно, что в последующем, при увеличении антропогенной нагрузки, такой эффект может быть обнаружен и в других органах рыб, прежде всего, в печени. Эти результаты свидетельствует об участии лизосомальной системы протеолиза в развитии адаптивных реакций рыб на складывающиеся экологические условия в этом заливе. Для Двинского залива Белого моря по сравнению с Кандалакшским и Онежским заливами характерны повышенная температура воды, пониженная соленость, меньшая прозрачность, заиливание вод, более низкие скорости приливно-отливных течений, а также повышенная загрязненность. На протеолитические процессы в лизосомах исследуемых рыб влияет совокупность факторов среды обитания, однако, можно полагать, что основными факторами выступают соленость (опреснение) и степень загрязненности заливов.

Ключевые слова

беломорская сельдь; протеиназы; биохимическая адаптация; Белое море

Полный текст:

PDF

Литература

Бергер В.Я. Продукционный потенциал Белого моря //Исследования фауны морей. СПб: ЗИН РАН, 2007. Т.60 (68). 292 с.

Высоцкая Р.У., Немова Н.Н. Лизосомы и лизосомальные ферменты рыб. М.: Наука, 2008. 284 с.

Дин Р. Процессы распада в клетке. М.: Мир 1980. 120с.

Долотов Ю.С., Филатов Н.Н., Петров М.П., Платонов А.В., Толстиков А.В., Шевченко В.П., Политова Н.В., Филиппов А.С., Кутчева И.П. О характере природных процессов в фазы прилива и отлива в эстуариях Карельского побережья Белого моря // Океанология. 2004. Т. 44. № 5. С. 1–9.

Зеленков В.М., Похилюк В.В., Стасенков В.А. Сельдь // Белое море. Биологические ресурсы и проблемы их рационального использования. СПб. 1995. Ч. 2. С. 14-28.

Коросов А.В., Горбач В.В. Компьютерная обработка биологических данных. Петрозаводск, 2007. 76 с.

Крупнова М.Ю., Ильмаст Н.В., Немова Н.Н. Активность лизосомальных протеиназ в органах щук (Esox lucius L.), отловленных из озер с различной антропогенной нагрузкой // Труды Карельского научного центра РАН. 2011. № 3. С. 69-72.

Крупнова М.Ю., Кяйвяряйнен Е.И., Борвинская Е.В., Немова Н.Н., Серпунин Г.Г Влияние солености и кислотности на активность ферментов осморегуляции и протеолиза молоди стерляди (Acipenser ruthenus) // Научный журнал «Известия КГТУ», Калининград. 2009. № 15. С. 18-23.

Лайус Д. Л. Популяционная структура беломорской сельди: данные бактериологического анализа // Результаты исследования беломорской сельди. СПб.: ЗИН РАН, 1990. С. 113–125.

Лапин Ю. Е. Сельди Белого моря как биологическое целое // Закономерности динамики численности рыб Белого моря и его бассейна. М.: Наука, 1960. С. 5–28.

Лапин Ю. Е., Похилюк В. В. О пространственной динамике поколений беломорской сельди Сlupea pallasi marisalbi Berg // Вопросы ихтиологии. 1993. Т. 33, вып. 3. С. 367–371.

Мишин А.В., Евсеенко С.А., Евдокимов Ю.В. О видовом составе и распределении летнего ихтиопланктона губы Чупа (Кандалакшский залив Белого моря) // Вопросы ихтиологии. 2008. Т. 48. № 6. С. 844-850.

Немова Н.Н., Высоцкая Р.У. Биохимическая индикация состояния рыб // М.: Наука, 2004. 215 с.

Немова Н.Н., Мещерякова О.В., Лысенко Л.А., Фокина Н.Н. Оценка состояния водных организмов по биохимическому статусу // Труды Карельского научного центра РАН. 2014.

Овсепян А.Э. Распределение, миграция и трансформация ртути в устьевой области р. Северная Двина // автореферат дисс…. канд. .геогр. наук. Ростов-на-Дону. 2007. С.178.

Покровский А.А., Тутельян В.А. Изменение ферментов лизосом при белковой недостаточности // Биохимия. 1968. Т. 33. № 4. С. 809-816.

Похилюк В. В. Экология и промысел беломорской сельди./ автореферат дис. ... канд. биол. наук. Москва, 1992. 22 с.

Семенова А. В. Генетическая изменчивость малопозвонковых сельдей северо-восточной Атлантики: автореф. дис. … канд. биол. наук. Москва, 2004.

с.

Сидоров В.С. Экологическая биохимия рыб. СПб: Наука, 1983. 240 с.

Alsop D.H., Kieffer J.D., Wood C.M. The effects of temperature and swimming speed on instantaneous fuel use and nitrogenous waste excretion of the Nile tilapia // Physiol. Biochem. Zool. 1999. V. 72. P. 474–483.

Aussanasuwannakul A., Kenney P.B., Weber G.M. et al. Effect of sexual maturation on growth, fillet composition, and texture of female rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) on a high nutritional plane // Aquaculture. 2011. V. 317. P. 79–88.

Bahuaud D., Gaarder M., Veiseth-Kent E., Thomassen M. Fillet texture and protease activities in different families of farmed Atlantic salmon (Salmo salar L.) // Aquaculture. 2010. V. 310. P. 213-220.

Barrett A. J., Heath M., 1977] Lysosomal enzymes // In: Dingle J. T. (ed.). Lysosomes. A laboratory handbook, Amsterdam. 1977. P. 19–27.

Bohley P. Intracellular proteolysis // Hydrolytic enzymes. Biomedical division. 1987. P. 307-332.

Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Analit. Biochem. 1976. Vol.72. P. 248-254.

Fu C., Wilson J.M., Rombough P.J., Brauner C.J. Na+ uptake shifts from the skin to the gills before O2 uptake in developing rainbow trout, Oncorhynchus mykiss // Proc. R. Soc. 2010. B. 277, 1553-1560. (DOI: 10.1098/rspb.2009.1545).

Hochachka P. W., Somero G. N. Biochemical adaptation / mechanisms and process in physiological evolution, 2nd edition. // Oxford University Press, New York. 2002. 466 p.

Lysenko L., Kantserova N., Käiväräinen E., Krupnova M., Shklyarevich G., and Nemova N. Biochemical markers of pollutant responses in macrozoobenthos from the White Sea: Intracellular proteolysis // Marine Env. Res. – 2014. – Vol. 96. – P. 38-44.

Matsuda K., Misaka E. Studies on cathepsins of rat liver lysosomes. I. Purification and multiple forms// J. Biochem. 1974. Vol. 76. No. 3. P. 639–649.

REFERENCES in ENGLISH

Berger V. Ja. Produkcionnyj potencial Belogo morja. Issledovanija fauny morej [Production potential of the White Sea. Study of marine fauna]. St. Petersburg: ZIN RAN, 2007. Vol. 60 (68). 292 p.

Vysockaja R. U., Nemova N. N. Lizosomy i lizosomal’nye fermenty ryb [Fish lysosomes and lysosomal enzymes]. Moscow: Nauka, 2008. 284 p.

Din R. Processy raspada v kletke [Decay processes in cells]. Moscow: Mir, 1980. 120 s.

Dolotov Ju. S., Filatov N. N., Petrov M. P., Platonov A. V., Tolstikov A. V., Shevchenko V. P., Politova N. V., Filippov A. S., Kutcheva I. P. O haraktere prirodnyh processov v fazy priliva i otliva v jestuarijah Karel’skogo poberezh’ja Belogo morja [On the character of natural processes at high and low tides in the estuaries of the Karelian coast of the White Sea]. Okeanologija

[Oceanology]. 2004. Vol. 44, no. 5. P. 1–9.

Korosov A. V., Gorbach V. V. Komp’juternaja obrabotka biologicheskih dannyh [Computer-aided processing of biological data]. Petrozavodsk: PetrGU, 2007. 76 p.

Krupnova M. Ju., Il’mast N. V., Nemova N. N. Aktivnost’ lizosomal’nyh proteinaz v organah shhuk (Esox lucius L.), otlovlennyh iz ozer s razlichnoj antropogennoj nagruzkoj [Activity of lysosomal proteinases in organs of pike (Esox lucius L.) from lakes with different anthropogenic pressure]. Trudy Karel’skogo nauchnogo centra RAN [Trans. KarRC RAS]. 2011. No. 3. P. 69–72.

Krupnova M. Ju., Kjajvjarjajnen E. I., Borvinskaja E. V., Nemova N. N., Serpunin G. G. Vlijanie solenosti i kislotnosti na aktivnost’ fermentov osmoreguljacii i proteoliza molodi sterljadi (Acipenser ruthenus) [Influence of salinity and acidity of environment on activity of osmoregulation and proteolysis enzymes of young fish sterlets (Acipenser ruthenus)]. Izvestija KGTU [KSTU News]. Kaliningrad. 2009. No. 15. P. 18–23.

Lajus D. L. Populyacionnaya struktura belomorskoj sel’di: dannye bakteriologicheskogo analiza [Population structure of the White Sea herring: data of karyological analysis]. Rezul’taty issledovaniya belomorskoj sel’di [Results of the research of the White Sea herring]. St. Petersburg: ZIN RAN, 1990. P. 113–125.

Lapin Yu. E. Sel’di Belogo morya kak biologicheskoe celoe [The White Sea herring as a biological entity].Zakonomernosti dinamiki chislennosti ryb Belogo morya i ego bassejna [Regularities of fish population dynamic in the White Sea and its basin]. Moscow: Nauka, 1960. P. 5–28.

Lapin Yu. E., Pohilyuk V. V. O prostranstvennoj dinamike pokolenij belomorskoj sel’di Clupea pallasi marisalbi Berg [Spatial dynamics of generations of the White Sea herring Сlupea pallasi marisalbi Berg]. Voprosy ihtiologii [J. Ichthyology]. 1993. Vol. 33, iss. 3. P. 367–371.

Mishin A. V., Evseenko S. A., Evdokimov Ju. V. O vidovom sostave i raspredelenii letnego ihtioplanktona guby Chupa (Kandalakshskij zaliv Belogo morja) [Species composition and distribution of summer ichthyoplankton in Chupa estuary (Kandalaksha Bay of the White Sea)]. Voprosy ihtiologii [J. Ichthyology]. 2008. Vol. 48, no. 6. P. 844–850.

Nemova N. N., Vysockaja R. U. Biohimicheskaja indikacija

sostojanija ryb [Biochemical indication of fish

state]. Moscow: Nauka, 2004. 215 p.

Nemova N. N., Meshherjakova O. V., Lysenko L. A.,

Fokina N. N. Ocenka sostojanija vodnyh organizmov po biohimicheskomu status [The assessment of the fitness of aquatic organisms relying on the biochemical status]. Trudy Karel’skogo nauchnogo centra RAN [Trans. KarRC RAS]. 2014. P. 18–29.

Ovsepjan A. Je. Raspredelenie, migracija i transformacija rtuti v ust’evoj oblasti r. Severnaja Dvina [Mercury distribution, migration and transformation in the estuarine area of the Northern Dvina River]: Summary of PhD (Cand. of Geog.) thesis. Rostov-on-Don. 2007. 26 p.

Pohiljuk V. V. Jekologija i promysel belomorskoj sel’di [Ecology and fisheries of the White Sea herring]: Summary of PhD (Cand. of Biol.) thesis. Moscow, 1992. 22 p.

Pokrovskij A. A., Tutel’jan V. A. Izmenenie fermentov lizosom pri belkovoj nedostatochnosti [Changes in lysosomal enzymes under protein deficiency]. Biohimija [Biochemistry]. 1968. Vol. 33, no. 4. P. 809–816.

Semyonova A. V. Geneticheskaya izmenchivost’ malopozvonkovyh sel’dej severo-vostochnoj Atlantiki [Genetic variability in herring in the North-East Atlantic Ocean]: Summary of PhD (Cand. of Biol.) thesis. MGU. 2004. 25 p.

Sidorov V. S. Jekologicheskaja biohimija ryb [Ecological biochemistry of fish]. St. Petersburg: Nauka, 1983. 240 p.

Zelenkov V. M., Pohiljuk V. V., Stasenkov V. A. Sel’d’ [Herring]. Beloe more. Biologicheskie resursy i problemy ih racional’nogo ispol’zovanija [The White Sea. Biological resources and problems of their rational use]. St. Petersburg: ZIN RAN, 1995. Pt. 2. P. 14–28.