Анотація до роботи:

Синюк Ю.В. Обмін амінокислот і фракційний склад білків у організмі коропа за дії іонів марганцю, цинку, міді та свинцю.- Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата бiологiчних наук за спецiальнiстю 03.00.04. - бiохiмiя. - Інститут біології тварин УААН, Львів, 2003.

Робота присвячена дослідженню дії іонів марганцю, цинку, міді і свинцю на обмін амінокислот і синтез білків в організмі коропа. Встановлено зміни вмісту вільних амінокислот (гліцину, лейцину і аланіну) в м'язах і печінці коропа при дії підвищених концентрацій вказаних металів. Показана участь цих амінокислот в біосинтезі білків у м'язах і печінці коропа в нормі і при інтоксикації важкими металами. Запропоновано спосіб оцінки рівня метаболічної активності амінокислот в тканинах риб при дії важких металів на основі встановлення частки участі окремої амінокислоти в біосинтезі білків.

Показана роль білків сироватки крові в адаптаціях до дії підвищених концентрацій іонів важких металів. Запропоновано використовувати для оцінки токсиконебезпечності важких металів водного середовища виявлення змін білкових фракцій сироватки крові і інтегральних показників динаміки сумарного вмісту і фракційного складу білків сироватки крові.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає у вивченні дії підвищених концентрацій Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺ у воді на обмін амінокислот та синтез білків у організмі коропа.

1. За підвищення у водному середовищі концентрації іонів марганцю, цинку, міді та свинцю до 2 та 5 ГДК у тканинах коропа прямого зв’язку між концентрацією металу у воді і його вмістом у тканинах не виявлено. Марганець, мідь та свинець при інтоксикації нагромаджуються переважно в печінці, цинк – у м’язах риб.

2. Встановлено, що підвищені концентрації Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺ (2 і 5 ГДК) у воді викликають зміни вмісту вільних амінокислот у печінці та м’язах. Вміст гліцину та аланіну у м’язах при цьому переважно знижується, особливо за дії Mn²⁺ та Zn²⁺ при 5 ГДК (відповідно для гліцину 40,97 % (р<0,001) і 34,57 % (р<0,001) та для аланіну 40,65 % (р<0,001) і 34,47 % (р<0,001); у печінці зміни вмісту цих амінокислот для кожної концентрації іонів окремого металу є різними. Вміст лейцину у печінці за інтоксикації важкими металами переважно знижується, особливо за дії свинцю (на 34,38 % (р<0,001) при 2 ГДК і на 57,81 % (р<0,001) при 5 ГДК), а у м’язах зростає, також у найбільшій мірі за дії свинцю (у три рази при 2 ГДК та в 2,6 раз при 5 ГДК (р<0,001)). В переважній більшості випадків концентрація вільних гліцину, аланіну та лейцину за дії 2 ГДК досліджуваних металів є вищою, ніж при 5 ГДК.

3. Використання суміші [U-¹⁴C]-амінокислот у синтезі білків за дії важких металів знижується проти норми у ряду Mn²⁺> Zn²⁺> Cu²⁺> Pb²⁺ як у м’язах, так і у печінці риб.

4. Виявлено залежність включення [U-¹⁴С]-гліцину та [1-¹⁴С]-аланіну у білки досліджуваних тканин від металу та його концентрації. У м’язовій тканині при інтоксикації Mn²⁺, Zn²⁺ та Cu²⁺ включення [U-¹⁴С]-гліцину в білки зростає, особливо при 5 ГДК (на 23,08 %, 31,71 % (р<0,05), 9,57 % відповідно); у печінці такий вплив спостерігається лише за дії Zn²⁺ (на 39,06 % при 2 ГДК, та 26,95 % при 5 ГДК). Підвищені концентрації іонів досліджуваних металів приводять до зниження включення [1-¹⁴С]-аланіну в білки тканин, за винятком марганцю, дія якого стимулює цей процес в печінці при 5 ГДК (на 45,88 % (р<0,05)) , а в м’язах – при 2 ГДК (на 38,27 % (р<0,05)).

5. Використання [1-¹⁴С]-лейцину, на відміну від гліцину та аланіну, у синтезі білків у тканинах коропа є більш залежне від концентрації токсиканту у воді. За дії досліджуваних іонів у концентрації 2 ГДК виявлено зростання використання цієї міченої амінокислоти у синтезі білків печінки, особливо за дії марганцю та свинцю (64 % (р<0,01) та 57 % (р<0,05) відповідно), а також м’язів (за дії Mn²⁺ - на 69,53 % (р<0,001), Zn²⁺ – на 53,62 % (р<0,001), Cu²⁺ – на 49,95 % (р<0,01), Pb²⁺ – на 8,29 %). При 5 ГДК виявлено зниження участі [1-¹⁴С]-лейцину у синтезі білків, особливо за дії Mn²⁺ та Pb²⁺ у печінці (на 40,72 % (р<0,001) та на 43,25 % (р<0,001) відповідно). У м’язах мідь та свинець при 5 ГДК знижують досліджуваний показник майже однаково – на 30,96 % (р<0,001) та 33,88 % (р<0,001), марганець - на 40,65 % (р<0,001)

6. При інтоксикації іонами досліджуваних металів загальний вміст білків у сироватці крові зростає, що обумовлено в першу чергу зміною кількості альбумінів. Найбільші відхилення від нормальних значень виявлено за дії іонів міді (при 2 ГДК - на 17,15 % (р<0,001), при 5 ГДК – на 39,61 % (р<0,001)).

7. При дослідженні співвідношення білкових фракцій сироватки крові виявлено, що на дію Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ в першу чергу реагують ті фракції, у яких містяться специфічні до цих металів білки. У більшості випадків відмічено зростання вмісту альбуміну. Свинець, як небіогенний елемент, проявляє певні відмінності порівняно з ефектами біогенних елементів.

8. Не виявлено кореляції між вмістом важких металів у тканинах та вмістом у них вільних гліцину, аланіну та лейцину, включенням радіоактивно мічених амінокислот у білки тканин, і зміною загальної кількості та фракційного складу білків сироватки крові коропа.

9. Розраховано рівень метаболічної активності амінокислот в тканинах риб при дії важких металів на основі визначення частки використання кожної амінокислоти в біосинтезі білків. Показано, що лейцин та гліцин більш активно, ніж аланін, беруть участь у синтезі білків за дії на риб підвищених концентрацій іонів важких металів (частка гліцину у загальній сумі амінокислот може змінюватися в межах 13 %, аланіну – в межах 7 %, лейцину – в межах 14 %).