The influence of Cd2+ ions on the activity of stromal carbonic anhydrases of spinach chloroplasts

Abstract

Фракцію стромальних білків хлоропластів, ізольованих із листків Spinacia oleracea, отримано шляхом осмотичного руйнування цілих хлоропластів, відмитих від компонентів цитозолю. Методом інфрачервоного СО 2 -аналізу досліджено вплив іонів кадмію на активність стромальних карбоангідраз (КА). Напівмаксимальне інгібування дегідратазної активності КА спостерігали при добавлянні до реакційного середовища 35 мкМ СdCl 2 , при добавлянні 80 мкМ ферментативна активність становила 15 % контрольного значення. КА активність у ПААГ після неденатурувального електрофорезу візуалізували за зміною забарвлення індикатора бромтимолового синього в місцях локалізації КА. Виявлено чотири білкові смуги з різною рухливістю й різним рівнем КА активності. Число смуг із КА активністю та інтенсивність їх забарвлення зменшились після попередньої обробки стромальних білків СdCl 2 різної концентрації. Найчутливішою до дії Сd 2+ виявилася низькомолекулярна форма КА, активність якої повністю пригнічувалась у зразках, оброблених 80 мкМ СdСl 2 , тоді як КА, асоційована з РБФК/О, частково зберігала активність після інкубації стромальних білків зі 150 мкМ СdСl 2 . Отримані дані підтвердили можливість використання КА хлоропластів як біомаркера раннього моніторингу забруднення навколишнього середовища важкими металами.Ключові слова: Spinacia oleracea, кадмій, карбоангідраза, біомаркер.Забруднення біосфери важкими металами внаслідок антропогенного навантаження набуло глобального характеру. Кадмій (Cd) є одним із найнебезпечніших забруднювачів атмосфери, водних і ґрунтових екосистем. Згідно з матеріалами Європейської агенції довкілля, Cd, разом із Hg, As, Pb і Ni, належать до найшкідливіших важких металів [1], зниження вмісту яких у навколишньому середовищі потребує спеціальних зусиль. Кадмій є рідкісним розсіяним елементом, зростання його концентрації у воді, повітрі і продуктах харчування пов'язане з господарською діяльністю людини. Головними джерелами надходження кадмію є викиди часточок пилу, а також стічні води гірничодобувних і металургійних підприємств, де переробляють

Biocatalytic Carbon Dioxide Capture Promoted by Carbonic Anhydrase

“…Comparative analysis of the results obtained when studying the effects of heavy metals on plants [91] and multiple forms of plant carbonic anhydrases [92][93][94] allows us to conclude that plant -carbonic anhydrases are more sensitive to the inhibitory effects of heavy metals than animal -CAs. The reason for the high susceptibility of -CAs to Me 2+ seems to be the presence of SH-containing amino acids (cys) in their active centre (Fig.…”