ВПЛИВ КОМПОЗИЦІЙНОГО ПРЕПАРАТУ ЕТИЛТІОСУЛЬФАНІЛАТУ З ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИМ РАМНОЛІПІДНИМ БІОКОМПЛЕКСОМ НА ВМІСТ SH-ГРУП У DAPHNIA MAGNA
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2021.01.009Keywords:
поверхнево-активні речовини, етилтіосульфанілат, аліцин, SH-групи, глутатіон-Sтрансфераза, супероксиддисмутаза, Daphnia magnaAbstract
Однією з основних перешкод у застосуванні тіосульфонатів в аквакультурі є їх нерозчинність у воді. Дана проблема усувається шляхом застосування композиції на основі етилтіосульфанілату (ЕТС) та поверхнево-активного рамноліпідного біокомплексу (РБК) бактерій роду Pseudomonas, що забезпечує підвищення біодоступності етилтіосульфанілату та посилення біоцидних властивосте препарату. Проте, це може зумовлювати підвищення проявів токсичного впливу створеної композиції. З огляду на можливість використання Daphnia magna Straus в процедурі біоінкапсуляції як векторного організму для доставки композиційного препарату, було проведено дослідження впливу композиції ЕТС:РБК в нетоксичних концентраціях (2,5·10-3 мг/мл та 5·10-3 мг/мл (за ЕТС ) на показники вмісту у Daphnia magna протеїнових та непротеїнових тіолів, а також активності ензимів, що інгібуються природним аналогом тіосульфонатів – аліцином. Встановлено зниження вмісту протеїнових та непротеїнових тіолів у тканинах Daphnia magna за дії обох досліджуваних концентрацій препарату. Істотніше зниження вмісту небілкових SH-груп у порівнянні з протеїн-зв’язаними може вказувати на активне та ефективне залучення в метаболізм етилтіосульфанілату глутатіону, який є переважаючим непротеїновим тіолом в клітині та забезпечує захист від окислення функціональних груп білків та ензимів зокрема. Встановлене пригнічення супероксиддисмутазної активності може бути зумовлено S-тіоалілуванням етилтіосульфанілату SH-вмісних амінокислот в структурі ензиму. Істотних змін глутатіон-S-трансферазної активності за дії досліджуваного препарату відмічено не було. Лише при застосуванні вищої концентрації композиційного препарату ЕТС:РБК починає прослідковуватись тенденція до зниження активності, зумовлена, найімовірніше, зменшенням вмісту відновленого глутатіону за цих умов. Враховуючи показники виживаності Daphnia magna за умов використання композиційного препарату ЕТС:РБК в концентраціях 2,5·10-3 мг/мл та 5·10-3 мг/мл, ймовірно, що його вплив зосереджується на реакціях за участю сульфгідрильних груп та не викликає істотних зрушень в детоксикаційниій системі клітини.
References
Vlasova S.N., Shabunina E.I., Pereslegina A.I. Activity of glutathione-dependent erythrocyte enzymes in chronic liver diseases in children. Laboratornoe дело. 1990; 8: 19–21.
Kalinina E.V., Chernov N.N., Novichkova M.D. The role of glutathione, glutathione transferase, and glutaredoxin Біологічні системи. Т. 13. Вип. 1. 2021 13 in the regulation of redox-dependent processes. Uspekhi biologicheskoy khimii. 2014; 54:299-348.
Karpenko I.V. Biotechnology of rhamnolipid surface-active products of the strain Pseudomonas sp. PS-17 and their application for oil-bearing plants. PhD thesis. Lviv, 2017.
Starovoitova S. O., Oryabinska L. B., Lubenec V. I. Spectrum of Antifungal Domestic Drug Esulanum. Research Bulletin of the National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute". 2015; 3: 68-75.
Shvets V., Karpenko O., Karpenko I., Novikov V., Lubenets V. Antimicrobial Action of Compositions Based on Thiosulfonates and Biosurfactants on Phytopathogens. Research Bulletin of the National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute". 2017; 3: 89-94.
Barata C., Varo I., Navarro J. C., Arun S., & Porte C. Antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in the freshwater cladoceran Daphnia magna exposed to redox cycling compounds. Comp. Biochem. and Physiol. Part C: Toxicology & Pharmacology. 2005; 140(2): 175-186. doi: 10.1016/j.cca.2005.01.013
Borlinghaus, J., Albrecht, F., Gruhlke, M. C., Nwachukwu, I. D. et al. Allicin: chemistry and biological properties. Molecules. 2014; 19(8): 12591- 12618. doi.10.3390/molecules190812591
Gruhlke, Martin CH, et al. The human allicinproteome: S-thioallylation of proteins by the garlic defence substance allicin and its biological effects. Free Radical Biology and Medicine. 2019. 131: 144– 153. doi.10.1016/j.freeradbiomed.2018.11.022
Ilić, Dušica P., Vesna D. Nikolić, Ljubiša B. Nikolić, Mihajlo Z Stankovic et al. Allicin and related compounds: Biosynthesis, synthesis and pharmacological activity. Facta universitatis-series: Physics, Chemistry and Technology. 2011; 9: 9-20 doi:10.2298/FUPCT1101009I
Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A. L., & Randall, R. J. (1951). Protein measurement with the Folin-Phenol Reagent. The Journal of Biological Cemistry, 193(1), 265–275. doi:10.1016/0304-3894(92)87011-4
Karpenko E V., Pokin’broda TY, Makitra RG, Pal’chikova EY. Optimal methods of isolation of biogenic ramnolipid surfactants. Russ J Gen Chem. 2009;79(12):2637-2640. doi:10.1134/S1070363209120135
Lubenets V, Karpenko O, Ponomarenko M, Zahoriy G et al. Development of new antimicrobial compositions of thiosulfonate structure. Chem Chem Technol. 2013; 7 (2): 119–124. doi 10.23939/chcht07.02.119
Lubenets V., Stadnytska N., Vasylyuk S., Karpenko O., Havryliak V. and Novikov V. Thiosulfonates: The Prospective Substances against Fungal Infections. In: Fungal Infection. Eds. Érico Silva Loreto Tondolo, IntechOpen, London. 2019: 1-24 doi: 10.5772/intechopen.84436
Lubenets V, Vasylyuk S, Monka N, et al. Synthesis and antimicrobial properties of 4- acylaminobenzenethiosulfoacid S-esters. Saudi Pharm J. 2017;25(2):266-274. doi:10.1016/j.jsps.2016.06.007
Lulijwa R., Rupia E.J., Alfaro A.S. Antibiotic use in aquaculture, policies and regulation, health and environmental risks: a review of the top 15 major producers. Reviews in Aquaculture. 2019; 12(2):640- 663. doi:10.1111/raq.12344
Misra H.P., Fridovich I. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. Journal of Biological Chemistry. 1972; 247 (10): 3170-3175.
Sedlak J, Lindsay RH. Estimation of total, proteinbound, and nonprotein sulfhydryl groups in tissue with Ellman’s reagent. Anal Biochem. 1968;25:192-205. doi:10.1016/0003-2697(68)90092-4.
