Expression of the stress-70 protein family (HSP70) due to heavy metal contamination in the slug, Deroceras reticulatum: An approach to monitor sublethal stress conditions

Köhler, Heinz‐R.; Rahman, Basim; Gräff, Sybille; Berkus, Martin; Triebskorn, Rita

doi:10.1016/0045-6535(96)00270-6

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“…These results question the usefulness of hsp as a general stress biomarker. Although some clearer relationships between exposure to toxic substances and hsp expression were found for a few species of invertebrates (Köhler et al, 1992(Köhler et al, , 1996 and vertebrates (e.g., Williams, 1996), there is accumulating evidence that hsp do not offer the universal tool for biomonitoring as was hoped. For example, Köhler et al (1992) found no effect of Pb at concentration 1000 mg kg −1 on hsp70 expression in three species of diplopods (Glomeris marginata, Cylindroiulus punctatus, Tachypodoiulus niger).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 95%

Heat Shock Proteins (HSP70) as Biomarkers in Ecotoxicological Studies

Pyza

Mak

Kramarz

et al. 1997

Ecotoxicology and Environmental Safety

101

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Section: Discussionmentioning

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Heat Shock Proteins (HSP70) as Biomarkers in Ecotoxicological Studies

Pyza

Mak

Kramarz

et al. 1997

Ecotoxicology and Environmental Safety

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“…Unstrittig ist, dass eine temperaturinduzierte Induktion von Stressproteinen bei verschiedensten Taxa (Pflanzen, Insekten, Fischen und Säu-gern) zu einer erhöhten Hitzetoleranz führte (Ulmasov et al 1993;Gehring und Wehner 1995;Dahlgaard et al 1998;Basu et al 2002;Sun et al 2002). Hinsichtlich Umweltschadstoffe existieren bei einer Vielzahl von Organismen Laborstudien zur Wirkung von Schwermetallen (Köhler et al 1992;Köhler et al 1996;Eckwert et al 1997;Schill et al 2003), aromatischen Organika (Köh-ler et al 1999b;Weber und Janz 2001;Cruz-Rodriguez und Chu 2002;Weber et al 2002;Zheng et al 2008), Pestiziden (Köhler et al 1999b;Nazir et al 2003;Mukhopadhyay et al 2006;Saradha et al 2008;Eder et al 2009; im Druck) und, seit den letzten Jahren, auch zu Lösungs-mitteln (Hallare et al 2004;Hallare et al 2006) und Pharmazeutika bzw. Kosmetika (Hallare et al 2004;Haap et al 2008;Scheil et al 2008).…”

Section: Anpassung An äUßere Stressoren Unter Laborbedingungenunclassified

The role of stress proteins in the adaptation to the environment: implications for ecophysiology, ecotoxicology, and evolutionary biology

Köhler

2009

Environ Sci Eur

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Zusammenfassung Einleitung Stressproteine sind ubiquitär verbreitet und durch eine Vielzahl von Stressoren induzierbar. Seit Beginn der 1990er Jahre wird ihre Bedeutung für ökologische und mikroevolutive Anpassungen untersucht. Stressproteine: Funktion und Induktion Es existieren verschiedene Familien von Stressproteinen, wobei die meisten Daten für die Familien Hsp70, Hsp60 und Hsp90 vorliegen. Es handelt sich bei diesen Proteinen um cytoplasmatische Chaperone, die eine zentrale Rolle bei der korrekten Faltung von Polypeptiden, bei deren Transmembranpassage und bei der Stabilisation von Signaltransduktionsprozessen besitzen. Hsp70 wird durch erhöhte intrazelluläre Konzentrationen ungefalteter oder falsch gefalteter Proteine induziert und kann somit proteotoxische Wirkungen indizieren. Modulation des Stressproteinlevels durch interne Faktoren Während bestimmter Entwicklungsstadien werden Stressproteinlevel durch interne Faktoren verändert. Dies wurde insbesondere für die frühe Individualentwicklung, die Formation von Ruhestadien und die Reproduktionsphase gezeigt. Anpassung an äußere Stressoren unter Laborbedingungen In Laborversuchen zur Wirkung ökophysiologisch relevanter Stressoren wurde für eine Reihe von Taxa nachgewiesen, dass eine kurzzeitige physiologische Anpassung an erhöhte Temperaturen sowie diverse Umweltschadstoffe eine Erhöhung des Stressproteinlevels nach sich zieht. Bei extremer Stresseinwirkung bricht dieser Reaktionsmechanismus zusammen. Anpassung an Freilandbedingungen Auch im Freiland sind in die physiologische Adaptation an Temperaturschwankungen und Kontaminationen i. d. R. Induktionen von Stressproteinen involviert, die als Effektmarker proteotoxischer Wirkungen diagnostisch genutzt werden können. Evolutionsbiologische Implikationen In langzeitbelasteten Gebieten werden jedoch vielfach Phänotypen mit niedrigen Stressproteinleveln evolutionär begünstigt. Es wird diskutiert, ob unterschiedliche Strategien bei der Stressantwort aufgrund der Rolle von Hsps bei der Kanalisation von Entwicklungsprozessen unterschiedliche Grade phä-notypischer Variation auch unter natürlichen Verhältnissen bedingen.Schlüsselwörter Biomarker · Canalization · Hsp · Mikroevolution · Ökotoxikologie · physiologische Anpassung · Proteotoxizität · Stress · Stressproteine · ToleranzThe role of stress proteins in the adaptation to the environment: implications for ecophysiology, ecotoxicology, and evolutionary biology Abstract Introduction Stress proteins are ubiquitous and inducible by a vast number of stressors. Their relevance for ecological and microevolutionary adaptations has been investigated since the early 1990s. Stress proteins: function and induction Stress proteins are categorized in different families of which most data have been recorded for Hsp70, Hsp60, and Hsp90. These cytoplasmatic proteins play a central role in protein folding, the trans-membrane passage of proteins, and the stabilization of signal transduction pathways. Hsp70 is induced by elevated concentrations of unfolded or malfolded intracellular...

show abstract

“…These proteins are found highly conserved in all the living organisms (Burdon, 1986) and can be classified according their molecular weight into four families: HSP90 (90 kDa), HSP70 (70 kDa), HSP60 (60 kDa) and small HSPs. The family HSP70 is one of the most studied and several studies have shown its induction in stress conditions by heavy metals (Köhler et al, , 1996bNadeau et al, 2001;Zanger et al, 1996). Monari et al (2011) worked with the mollusc species Chamelea gallina, observing an increase in the expression of HSP70.…”

Section: Heat Shock Proteinsmentioning

confidence: 99%