ВЛИЯНИЕ ИОНОВ КАДМИЯ НА ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЕ КАЛЬЦИЙЗАВИСИМЫЕ ПРОТЕИНАЗЫ МИДИИ MYTILUS EDULIS L.
Аннотация
В экспериментах in vivo и in vitro протестировано действие катионов кадмия на активность кальцийзависимых протеиназ семейства кальпаинов из жабр и гепатопанкреаса мидий. Результаты аквариального эксперимента по изучению влияния ионов кадмия на активность кальпаинов в органах мидий свидетельствуют об изменении активности данных протеиназ в зависимости от концентрации и времени воздействия исследуемого металла. Наблюдаемое при суточном воздействии повышение кальцийзависимой протеолитической активности в жабрах мидий указывает на развитие неспецифического компенсаторного ответа на действие изучаемого токсиканта. Избирательно аккумулируясь в определенных органах и компартментах клетки, кадмий эффективно подавляет в них кальцийзависимый протеолиз при экспозиции в 72 часа. Для объяснения механизма действия кадмия в эксперименте in vitro было протестировано действие данного катиона на активность частично очищенных препаратов кальпаинов из тканей мидий. Обнаружено инактивирующее действие катионов кадмия на препараты кальпаинов. Полученные данные позволяют говорить о механизме специфичного взаимодействия кадмия с изучаемыми цистеиновыми протеиназами за счет блокирования SH-групп активного центра ферментов.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Челомин В.П., Бельчева Н.Н., Захарцев М.В. Биохимические механизмы адаптации мидии Mytilus trossulus к ионам кадмия и меди // Биол. моря. 1998. Т. 24, № 5. C. 319– 325.
Шафран Л.М., Большой Д.В., Пыхтеева Е.Г., Третьякова Е.В. Роль лизосом в механизме защиты и повреждения клеток при действии тяжёлых металлов // Современные проблемы токсикологии. 2004. № 3. С. 17–24.
Biagioli M., Pifferi S., Ragghianti M., Bucci S., Rizzuto R., Pinton P. Endoplasmic reticulum stress and alteration in calcium homeostasis are involved in cadmium-induced apoptosis // Cell Calcium. 2008. Vol. 43(2), P. 184–195. doi: 10.1016/j.ceca.2007.05.003.
Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. 1976. Vol. 72, P. 248–254.
Canesi L., Ciacci C., Piccoli G. In vitro and in vivo effects of heavy metals on mussel digestive gland hexokinase activity: the role of glutathione // Comp. Biochem. Physiol. Ser. C. 1998. Vol. 120, P. 261–268.
Dare E., Gotz M.E., Zhivotovsky B., Manzo L., Ceccatelli S. Antioxidants J811 and 17beta-estradiol protect cerebellar granule cells from methylmercury-induced apoptotic cell death // J. Neurosci. Res. 2000. Vol. 62(4), P. 557–565. doi: 10.1002/1097-4547(20001115)62:4<557::AID-JNR10>3.0.CO;2-9.
Enns D.L., Belcastro A.N. Early activation and redistribution of calpain activity in skeletal muscle during hindlimb unweighting and reweighting // Can. J. Physiol. Pharmacol. 2006. Vol. 84, P. 601–609. doi: 10.1139/y06-013.
Ercal N., Gurer-Orhan H., Aykin-Burns N. Toxic metals and oxidative stress. Part I: Mechanisms involved in metal-induced oxidative damage // Curr. Top. Med. Chem. 2001. Vol. 1(6), P. 529–539.
Everaart J.M. Uptake and release of cadmium in various organs of the common mussel Mytilus edulis // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1990. Vol. 45, P. 560–567.
Flora S.J.S. Metal Poisoning: Threat and Management // Al. Ameen. J. Med. Sci. 2009. Vol. 2(2), P. 4–26.
Goll D.E., Thompson V.F., Li H., Wei W., Cong J. The calpain system // Physiol Rev. 2003. Vol. 83, N 3. P. 731–801. doi: 10.1152/physrev.00029.2002.
Goyer R.A. Toxic and essential metal interactions // Annual. Rev. Nutr. 1997. Vol. 17, P. 37–50.
Kaur A., Gill K.D. Disruption of neuronal calcium homeostasis after chronic aluminium toxicity in rats // Basic. Clin. Pharmacol. Toxicol. 2005. Vol. 96(2), Р. 118–122. doi: 10.1111/j.1742-7843.2005.pto960205.x.
Salanki J. Invertebrates in neurotoxicology // Acta. Biol. Hung. 2000. Vol. 51. N 2-4, P. 287–307.
Viarengo A. Heavy metals in marine invertebrates: mechanisms of regulation and toxicity at the cellular level // CRC Crit. Rev. Aquat. Sci. 1989. Vol. 1, P. 295–317.
Wright D.A. Trace metal and major ion interactions in aquatic animals // Mar. Pollut. Bull. 1995. Vol. 31(1–3), P. 8–18. doi:10.1016/0025-326X(95)00036-M.
REFERENCES in ENGLISH
Chelomin V. P. Jekotoksikologicheskie aspekty bioakkumuljacii kadmija (na primere morskih dvustvorchatyh molljuskov) [Ecotoxicological aspects of cadmium bioaccumulation (the case of marine bivalves)]: DSc (Dr. of Biol.) thesis. Vladivostok, 1998. P. 394.
Chelomin V. P., Bel’cheva N. N., Zaharcev M. V. Biohimicheskie mehanizmy adaptacii midii Mytilus trossulus k ionam kadmija i medi [Biochemical mechanisms the mussel Mytilus trossulus adaptation to cadmium and copper ions]. Biol. Morja [Marine Biology]. 1998. Vol. 24, no. 5. C. 319–325.
Moiseenko T. I., Kudryavtseva L. P., Gashkina L. Rassejannye jelementy v poverhnostnyh vodah sushi Dispersed elements in surface waters of land]. Moscow: Nauka, 2006. 261 p.
Shafran L. M., Bol’shoj D. V., Pyhteeva E. G., Tret’jakova E. V. Rol’ lizosom v mehanizme zashhity i povrezhdenija kletok pri dejstvii tjazhjolyh metallov Lysosomes role in the mechanism of protection and damage of cells under heavy metals]. Sovremennye problemy toksikologii [Modern Problems of Toxicology]. 2004. No. 3. P. 17–24.
Adeyemi J. A., Deaton L. E. The effect of cadmium exposure on digestive enzymes in the eastern oyster Crassostrea virginica. Journal of Shellfish Research. 2012. Vol. 31 (3). P. 631–634. doi: 10.2983/035.031.0306
Amiard-Triquet C., Berthet B., Metayer C., Amiard J. C. Contribution to the ecotoxicological study of cadmium, copper and zinc in the mussel Mytilus edulis II. Experimental study. Mar. Biol. 1986. Vol. 92. P. 7–13.
Bertin G., Averbeck D. Cadmium: cellular effects, modifications of biomolecules, modulation of DNA repair and genotoxic consequences (a review). Biochimie. 2006. Vol. 88. P. 1549–1559.
Biagioli M., Pifferi S., Ragghianti M., Bucci S., Rizzuto R., Pinton P. Endoplasmic reticulum stress and alteration in calcium homeostasis are involved in cadmium-induced apoptosis. Cell Calcium. 2008. Vol. 43 (2). P. 184–195. doi: 10.1016/j.ceca.2007.05.003
Bradford M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 1976. Vol. 72. P. 248–254.
Canesi L., Ciacci C., Piccoli G. In vitro and in vivo effects of heavy metals on mussel digestive gland hexokinase activity: the role of glutathione. Comp. Biochem. Physiol. Ser. C. 1998. Vol. 120. P. 261–268.
Dare E., Gotz M. E., Zhivotovsky B., Manzo L., Ceccatelli S. Antioxidants J811 and 17beta-estradiol protect cerebellar granule cells from methylmercury-induced apoptotic cell death. J. Neurosci. Res. 2000. Vol. 62 (4). P. 557–565. doi: 10.1002/1097-4547(20001115)62:4<557::AIDJNR10>3.0.CO;2-9
Enns D. L., Belcastro A. N. Early activation and redistribution
of calpain activity in skeletal muscle during hindlimb unweighting and reweighting. Can. J. Physiol. Pharmacol. 2006. Vol. 84. P. 601–609. doi: 10.1139/y06-013
Everaart J. M. Uptake and release of cadmium in various organs of the common mussel Mytilus edulis. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1990. Vol. 45. P. 560–567.
Goll D. E., Thompson V. F., Li H., Wei W., Cong J. The calpain system. Physiol Rev. 2003. Vol. 83, no. 3. P. 731–801. doi: 10.1152/physrev.00029.2002
IARC – International Agency for Research on Cancer, Berrylium, cadmium, mercury and exposures in the glass manufacturing industry, in: International Agency for Research on Cancer Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Vol. 58. IARC Scientific Publications, Lyon. 1993. P. 119–237.
Kaur A., Gill K. D. Disruption of neuronal calcium homeostasis
after chronic aluminium toxicity in rats. Basic. Clin. Pharmacol. Toxicol. 2005. Vol. 96 (2). Р. 118–122. doi: 10.1111/j.1742-7843.2005.pto960205.x
Sunila I. Toxicity of copper and cadmium to Mytilus edulis L. (Bivalvia) in brackish water. Ann. Zool. Fennici. 1981. Vol. 18. P. 213–223.
Veldhuizen-Tsoerkan M. B., Van der Mast C. A., Holwerda D. A. Cadmium-induced changes in macromolecular synthesis at transcriptional and translational level in gill tissue of sea mussels, Mytilus edulis L. Comparative Biochemistry and Physiology. Part C: Comparative Pharmacology. 1992. Vol. 103 (2). P. 411–417.
Viarengo A. Heavy metals in marine invertebrates: mechanisms of regulation and toxicity at the cellular level. CRC Crit. Rev. Aquat. Sci. 1989. Vol. 1. P. 295–317.
Wright D. A. Trace metal and major ion interactions in aquatic animals. Mar. Pollut. Bull. 1995. Vol. 31 (1–3).P. 8–18. doi: 10.1016/0025-326X(95)00036‑M
DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb482
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019