Інгібування множинних форм карбоангідрази хлоропластів шпинату іонами купруму

Abstract

Досліджено вплив Cu²⁺ на карбоангідразну активність різних фракцій хлоропластів. Стромальну фракцію і фракцію тилакоїдних мембран отримували після осмотичного руйнування інтактних хлоропластів, відмитих від компонентів цитозолю. Стромальні карбоангідрази виявилися значно чутливішими до дії Cu²⁺, ніж тилакоїдні. Так, напівмаксимальне інгібування (І₅₀) карбоангідразної активності ензимів у стромальній фракції досягалося при концентрації Cu²⁺ 3 мкМ, тоді як І₅₀ для тилакоїдних карбоангідраз становило від 10 до 20 мкМ Cu²⁺. Розподіл активності по білкових зонах стромальної і тилакоїдної фракцій після електрофоретичного розділення змінювався в присутності іонів купруму: зменшувалася інтенсивність забарвлення і кількість смуг, що змінювали свій колір. Отримані дані підтверджують можливість використання карбоангідразхлоропластів як біомаркера забруднення навколишнього середовища.

Изучено влияние Cu²⁺ на карбоангидразную активность различных фракций хлоропластов. Стромальная фракция и фракция тилакоидных мембран были получены в результате осмотического разрушения интактных хлоропластов, отмытых от компонентов цитозоля. Стромальные карбоангидразы оказались гораздо более чувствительными к действию Cu²⁺. Так, полумаксимальное ингибирование (І₅₀) карбоангидразной активности энзимов в стромальной фракции достигалось при концентрации Cu²⁺ 3 мкМ, тогда как І₅₀ для тилакоидных фракций составляло 10-20 мкМ Cu²⁺. Распределение активности по белковым зонам после электрофоретического разделения изменялось в присутствии Cu²⁺: уменьшалась интенсивность окраски и количество окрашенных зон. Полученные данные подтверждают возможность использования карбоангидраз хлоропластов как биомаркера загрязнения окружающей среды.

The influence of Cu²⁺ on the carbonic anhydrase (CA) activity of various chloroplast fractions is studied. The stromal and thylakoid fractions are obtained after the osmotic destruction of intact chloroplasts washed out from cytosol components. Stromal CAs have been shown to be more sensitive to Cu²⁺ than the thylakoid CA. So, the halfmaximal inhibition (І₅₀) of the CA activity of the stromal fraction is achieved at a concentration of 3 μM of Cu²⁺, whereas І₅₀ at the inhibition of thylakoid CA was 1020 μM Cu²⁺. In the presence of CuSO4, the distribution of the CA activity on the protein zones of the stromal and thylakoid fractions after the electrophoretic separation is changed: color intensity and the number of colored zones decrease depending on the Cu²⁺ concentration. The obtained data confirm the possibility of using CA of chloroplasts as a biomarker of the environmental pollution.