| |
|
|
|
| |
| №1, 2023: Раздел 1. Экология |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Раздел 1. Экология
О.Е. Князева, И.Я. Моисеева, А.В. Кузнецова, П.А. Полубояринов Влияние селеноцистина на аминокислотный состав микроводоросли хлорелла
Стр.6-12
https://www.doi.org/10.24412/1816-1863-2023-1-6-12
О.Е. Князева, старший преподаватель ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», [email protected], Пенза, Россия
И.Я. Моисеева, д-р мед. наук, профессор,
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»,
[email protected], Пенза, Россия.
А.В. Кузнецова, канд. хим. наук, доцент
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»,
[email protected], Пенза, Россия
П.А. Полубояринов, канд. сел.-хоз. наук, доцент
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», [email protected], Пенза, Россия
Селен - эссенциальный жизненно необходимый микроэлемент. Гибкий метаболизм и уникальная способность микроводоросли хлорелла биотрансформировать и накапливать микроэлементы открывает возможности использования хлореллы для получения обогащенных селеном субстанций. При выборе оптимальной формы селена для биофортификации следует учитывать токсичность и безопасность соединений. В этой связи использование аминокислоты L - селеноцистина представляется более перспективным по сравнению с традиционными неорганическими селенитами и селенатами. Исследование влияния L - селеноцистина на аминокислотный состав биомассы микроводоросли хлореллы и обоснование возможности его использования как источника селена для биофортификации. Микроводоросль хлореллу культивировали в питательной среде с добавлением L - селеноцистина (0,25, 0,025 и 0,0025 мг селена /л), отделяли биомассу и после кислотного гидролиза определяли содержание 13 аминокислот методом капиллярного электрофореза. Антиоксидантную активность аминокислот оценивали кулонометрически. При добавлении L - селеноцистина в концентрации 0,25 мг Se/л общее содержание аминокислот в биомассе хлореллы увеличивалось на 23%, наиболее значимо активировалась продукция аминокислот высокой концентрации – аргинина – на 30,4%, аланина – 26,6%, валина - 19,7% и лизина - 31,1%. Антиоксидантная аминокислотная активность увеличивалась на 20%. При внесении L -селеноцистина (0,025 мг Se/л) на 6% увеличивалось общее содержание аминокислот, гистидина (31,5%), антиоксидантная активность возрастала на 8%. В концентрации 0,0025 мг Se/л селеноцистин не оказывал существенного влияния на продукцию аминокислот хлореллы. Дозозависимая стимуляция L - селеноцистином продукции аминокислот хлореллы, а также отсутствие способности ингибировать их биосинтез создает перспективы использования L - селеноцистина как потенциального источника микроэлемента селена для биофортификации.
Selenium is essential for life micro-element. Chlorella microalgae can be a vector to accumulate and transform selenium into suitable biochemicals, natural products with pharmaceutical potential. Different selenium compounds can be applied for cultures in order to obtain selenium-enriched plant pharmaceutical substances. As for safety and bioavailability selenorganic substances seems to be more promising then inorganic selenites and selenates. The aim was to investigate the effect of L - selenocystin on the chlorella amino acid composition is related to assess the potential of selenocystin as a source of selenium for biofortification. Microalgae chlorella were cultured in media with L - selenocystin (0,25, 0,025 and 0,0025 mg selenium/l). We quantitativelyexamined the amounts of aminoacids in chlorella biomass by capillary electrophoresis as well as antioxidant activity of protein amino acids coulometrically. With the addition of L - selenocystin at a concentration of 0,25 mg Se/l, the total amino acid content in the chlorella biomass increased by 23%, the production of high-concentration amino acids - arginine, 30,4%, alanine - 26,6%, valine - 197% and lysine - 31,1% - were most significantly activated. Amino acids antioxidant capacity increased by 20%. With the addition of L - selenocystin (0,025 mg Se/l), the total amino acid content increased by 6%, histidine (31,5%), antioxidant activity increased by 8%. At 0,0025 mg Se/L, selenocystin had no significant effect on chlorella amino acid production. L - selenocystin dose-dependent stimulation of chlorella amino acid production, together with inability to inhibit their biosynthesis, provide opportunities for the use of L - selenocystin as a promising selenium source inbiofortification.
Ключевые слова. Хлорелла, аминокислоты, антиоксиданты, L-селеноцистин, кулонометрия.
Keywords. Chlorella, amino acids, antioxidants, selenocystin, coulometry.
Библиографический список
1. Reich H.J., Hondal R.J. Why nature chose selenium // ACS Chem Biol. - 2016. - No. 11. - Р.821 – 841.
2. Gunes S., Sahinturk V., Karasati P., Sahin I.K., Ayhanci A. Cardioprotective effect of selenium against cyclophosphamide-induced cardiotoxicity in rats // Biol Trace Elem Res. - 2017. - Vol.177. - No. 1. - Р.107 – 114.
3. Patrick L. Selenium biochemistry and cancer: A review of the literature // Altern Med Rev. - 2004. - No. 9. - Р. 239 – 258.
4. Ковальский Ю.Г., Голубкина Н.А., Папазян Т.Т., Сенкевич О.А. Селеновый статус жителей хабаровского края 2018 г // Микроэлементы в медицине. - 2019. - Т. 20. - С. 45−53.
5. Сенькевич О.А., Голубкина Н.А., Ключникова Н.Ф., Ключников П.Ф., Сиротина З.В., Ковальский Ю.Г. Обеспеченность селеном жителей Дальнего Востока // Вопросы питания. - 2008. - Т. 77. - С. 67 – 71.
6. Голубкина Н.А., Скальный А.В., Соколов Я.А., Щелкунов Л.Ф. Селен в медицине и экологии. - М., 2002 - 134 c.
7. Серегина Н.И. Биологическая роль селена в растениях // Агрохимия − 2002. - № 10. - С. 76 - 85.
8. Сальникова М. Я. Хлорелла - новый вид корма. – М.: Колос, 1977. - 95 с.
9. Полубояринов П.А., Елистратов Д.Г., Швец В.И. Метаболизм и механизм токсичности селенсодержащих препаратов, используемых для коррекции дефицита микроэлемента селена // Тонкие химические технологии. - 2019. - Т. 14. - № 1. - С. 5 - 24.
10. Berry M.J., Banu L., Harney J.W., Larsen P.R. Functional characterization of the eukaryotic SECIS elements which direct selenocysteine insertion at UGA codons // EMBO J. - 1993. - V. 12. - № 8. - P. 3315 – 3322.
11. Блинохватов А.Ф., Денисова Г.В., Ильин Д.Ю. и др. Селен в биосфере. — Пенза: РИО ПГСХА, 2001. — С. 28 — 41, 96 — 103.
12. Полубояринов П.А., Моисеева И.Я., Микуляк Н.И., Голубкина Н.А., Каплун А.П. Новый синтез энантиомеров цистина и селеноцистина и их производных // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2022. - Т. 65. - № 2. - С. 19 - 29.
13. Лапин А.А. МВИ-001-44538054-07. Суммарная антиоксидантная активность. Методика выполнения измерений на кулонометрическом анализаторе. - Жердевка: ООО Концерн «Отечественные инновационные технологии», 2011. - 35 c.
14. Letavayova L, Vlckova V, Brozmanova J. Selenium: From cancer prevention to DNA damage // Toxicology. - 2006. - No. 227. - Р.1 – 14.
INFLUENCE OF SELENOCYSTIN ON THE AMINO ACID COMPOSITION OF MICROALGAE CHLORELLA
O.E. Knyazeva, senior lecturer, Penza State
University of Architecture and Construction,
[email protected] , Penza, Russia
I.Ya. Moiseeva, Dr. Habil. (Medicine), Professor,
Penza State University,
[email protected] , Penza, Russia.
A.V. Kuznetsova, PhD (Chemistry), assoc. professor,
Penza state university,
[email protected], Penza, Russia
P.A. Poluboyarinov, PhD (Agriculture), assoc. professor,
Penza State University,
[email protected] , Penza, Russia
References
1. Reich H.J., Hondal RJ. Why nature chose selenium. ACS Chem Biol. 2016. No. 11. Р.821 – 841.
2. Gunes S., Sahinturk V., Karasati P., Sahin I.K., Ayhanci A.. Cardioprotective effect of selenium against cyclophosphamide-induced cardiotoxicity in rats. Biol Trace Elem Res. 2017. Vol.177. No. 1. Р.107 - 114.
3. Patrick L. Selenium biochemistry and cancer: A review of the literature. Altern Med Rev. 2004. No. 9. Р.239 – 258.
4. Koval'skij Yu.G., Golubkina N.A., Papazyan T.T., Senkevich O.A. Selenovyj status zhitelej habarovskogo kraya 2018 g. [Selenium status of Khabarovsk Krai residents 2018]. Mikroelementy v medicine. 2019. No. 20. P. 45 − 53 (in Russian).
5. Koval'skij Yu.G., Golubkina N.A., Papazyan T.T., Senkevich O.A. Selenovyj status zhitelej habarovskogo kraya 2018 g. [Selenium Provision of the Far East Residents]. Mikroelementy v medicine. 2019. No. 20. P. 45 − 53 (in Russian).
6. Golubkina N.A., Skal'nyj A.V., Sokolov Ya.A., Shchelkunov L.F. Selen v medicine i ekologii [Selenium in medicine and ecology] M. 2002. 134 p. (in Russian).
7. Seregina N.I. Biologicheskaya rol' selena v rasteniyah. Agrohimiya [The biological role of selenium in plants. Agrochemistry]. 2002. No.10. P.76 - 85 (in Russian).
8. Sal'nikova M. Ya. Hlorella - novyj vid korma [Chlorella - a new type of food]. M.: Kolos. 1977. - 95 p. (in Russian).
9. Poluboyarinov P.A., Elistratov D.G., Shvec V.I. Metabolizm i mekhanizm toksichnosti selensoderzhashchih preparatov, ispol'zuemyh dlya korrekcii deficita mikroelementa selena [Metabolism and mechanism of toxicity of selenium-containing drugs used to correct the deficiency of the trace element selenium] Tonkie himicheskie tekhnologii. 2019. No. 14 (1). P.5 - 24 (in Russian).
10. Berry M.J., Banu L., Harney J.W., Larsen P.R. Functional characterization of the eukaryotic SECIS elements which direct selenocysteine insertion at UGA codons. EMBO J. 1993. V. 12. No 8. P. 3315 – 3322.
11. Blinohvatov A.F., Denisova G.V., D.Yu. etc. Selen v biosfere [Selenium in the biosphere]. Penza: RIO PGSHA, 2001. P. 28 - 41, 96 - 103 (in Russian).
12. Poluboyarinov P.A., Moiseeva I.Ya., Mikulyak N.I., Golubkina N.A., Kaplun A.P. Novyj sintez enantiomerov cistina i selenocistina i ih proizvodnyh. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij [New synthesis of enantiomers of cystine and selenocystine and their derivatives]. Seriya: Himiya i himicheskaya tekhnologiya. 2022. No. 65(2). P.19 - 29 (in Russian).
13. Lapin A.A. MVI-001-44538054-07. Summarnaya antioksidantnaya aktivnost'. Metodika vypolneniya izmerenij na kulonometricheskom analizatore [Total antioxidant activity. Methods of measurement on the coulometric analyzer]. Zherdevka: OOO Koncern «Otechestvennye innovacionnye tekhnologii», 2011. 35 p. (in Russian).
14. Letavayova L, Vlckova V, Brozmanova J. Selenium: From cancer prevention to DNA damage. Toxicology. 2006. No. 227. Р.1 – 14.
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 18:58:40/24.02.24
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
