Determination of thiol compounds in Pisum sativum exposed to lead and cadmium ions by HPLC with post-column derivatization

• Autorzy: Kózka M. , Barałkiewicz D. , Piechalak A. , Tomaszewska B.

Warianty tytułu

PL

Oznaczanie związków tiolowych w grochu (Pisum sativum) narażonym na działanie ołowiu i kadmu metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z derywatyzacją zakolumnową

• Konferencja: Polish Conference on the Analytical Chemistry [7; 3-7 July 2006; Toruń]
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

HPLC procedure for determination of peptides synthesized from glutathione in the presence of some heavy metals has been proposed. Thiol compounds were identified by post- -column derivatization of sulfhydryl groups with Ellman's reagent: 5,5'-dithiobis(2- -nitrobenzoic acid). The proposed method has been applied to pea plants (Pisum sativum) grown in the Hoagland solution containing cadmium and lead ions. In this research we have studies accumulation of heavy metals in different parts of pea plants and concentrations of thiol compounds, like glutathione and phytochelatins. synthesized by plants treated with Cd and Ph. Pea plants were exposed to different concentrations of cadmium chloride and lead nitrate (0.1 mmol L^-1 Pb, 0.5 mmol L^-1Pb and 0.1 mmol L^-1Pb with 0.1 mmol L^-1 Cd (Pb/Cd)) for 18 days. Plant material was collected after 1,2,3, 4, 7, 14, and 18 days of the treatment with heavy metals. We have observed the influence of Cd on Pb uptake. The presence of Cd in a nutrient solution inhibited Pb accumulation in pea roots. Cd was the most effective activator of phytochelatin synthesis in roots, but any thiol compound except from glutathione was detected in shoots and leaves.

PL

W pracy przedstawiono procedure analityczną oznaczania pcptydów syntetyzowanych z glutationu w obecności metali ciężkich. Rozdział przeprowadzono na kolumnie HPLC w odwróconym układzie faz. Związki tiolowe były oznaczane za pomocą zakolumnowej dery watyzacji odczynnika Ellmana. Powyższą metodę zastosowano do oznaczania peptydów w grochu hodowanym na pożywce Hoaglandaz dodatkiem jonów kadmu i ołowiu. W pracy przedstawiono dynamikę zmian akumulacji metali w poszczególnyc h organach roślin oraz oznaczono stężenia związków tiolowych, tj. glutationu i fitochelatyn syntetyzowanych przez rośliny traktowane Cd i Pb. Groch był inkubowany z różnymi stężeniami Cd i Pb (0.1 mmol L^-1 Cd, 0.5 mmol L^-1 Pb i 0.1 mmol L^-1Pb z 0.1 mmol L^-1 Cd (Pb/Cd)) przez 18 dni. Materiał roślinny zbierany był po 1,2, 3, 4, 7,14 i 18 dniach traktowania metalami ciężkimi. Zaobserwowano wpływ Cd na akumulację Pb. Obecność kadmu w roztworze wstrzymywała pobieranie Pb przez korzenie grochu. Kadm był najbardziej efektywnym aktywatorem fitochelatyn syntetyzowanych w korzeniach, natomiast nie wykryto żadnych tiolowych związków oprócz glutationu w łodygach i liściach.

Słowa kluczowe

EN

phytochelatins; glutathione; lead; cadmium

PL

fitochelatyny; glutation; ołów; kadm

• Wydawca: Komitet Chemii Analitycznej PAN
• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 51, No. 3
• Strony: 427--437
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz.

Twórcy

autor

Kózka M.

autor

Barałkiewicz D.

autor

Piechalak A.

autor

Tomaszewska B.

• Adam Mickiewicz University, Faculty of Chemistry, ul. Grunwaldzka 6, 60-780 Poznań,

Bibliografia

• 1.Baycu G, J. Cell Mol. Biol., 1,45 (2002).
• 2.Hall J., J. Exp. Botany, 53, 1 (2002).
• 3.Carrier P, Baryła A. and Havaux M, Planta, 216, 939 (2003).
• 4.Baker A.J.M. and Brooks R.R, Biorecovery, 1, 81 (1986).
• 5.Salt D.E., Pickering I.J, Prince R.C, Gleba D, Dushenkov S, Smith R.D. and Raskin I, Environ.Sci. Technol., 31, 1631 (1997).
• 6.Huang J.W., Blaylock M.J, Kapulnik Y. and Ensley B.D., Environ. Sci. Technol, 32, 2004 (1998).
• 7.Ebbs S.D. and Kochian L.V, Environ. Sci. Technol., 32, 802 (1998).
• 8.Wu J, Hsu F.C. and Cunningham S.D., Environ. Sci. Technol., 33, 1898 (1999).
• 9.Leopold I. and Gunter D, Fresenius J. Anal. Chem., 359, 364 (1997).
• 10.Cobbett C, Life, 51, 183 (2001).
• 11.Tukendorf A, Postępy Biochemii, 39, 60 (1993).
• 12.Grill E„ Winnacker E.L. and Zenk M.H, Science, 230, 674 (1985).
• 13.de Knecht J, van Dillen M, Koevoets P, Schat H, Verkleij J. and Ernst W, Plant Physiol., 104, 255 (1994).
• 14.Piechalak A, Tomaszewska B. and Baralkiewicz D, Phytochemistry, 64,1239 (2003).
• 15.Sanita di Toppi L., Prasad M.N. V. and Ottonello S., in: Physiology and Biochemistry of Metal Toxicity and Tolerance in Plants, [Prasad M.N. V. and Strzałka K., Eds], Kluwer Academic Publisher, Dordrecht 2002, p 59.
• 16.Dixit V., Pandey V. and Shyam R., J. Exp. Bot., 52, 1101 (2001).
• 17.Blaylock M. and Huang J., in: Phytoremediation of toxic metals — Using plants to clean up the environment, [Raskin I. and Ensley B.D., Eds], J. Willey and Sons Inc, New York 2000, p. 53.
• 18.Piechalak A., Tomaszewska B., Barałkiewicz D. and Małecka A., Phytochemistry, 60,153 (2002).
• 19.Guo A. and Marsher H., J. Plant Nutr., 18, 2691 (1995).
• 20.Tukendorf A., Skórzyńska-Polit E. and Baszyński T., Plant Science, 129, 21 (1997).
• 21.Sneller F., Noordover E., Bookum W., Schat H., Bedaux J. and Verkleij J., Ecotoxicology, 8, 167 (1999).
• 22.Gupta D., Tohoyama H., Joho M. and Inouhe M., J. Plant Res., 115, 429 (2002).
• 23.Gupta D., Tohoyama H., Joho M. and Inouhe M., J Plant Res., 117, 253 (2004).
• 24.Pawlik-Skowrońska B., Sanita di Toppi L., Favali M., Fossati F., Pirszel J. and Skowroński T., New Phytologist, 156, 95 (2002).
• 25.Hirata K., Tsujimoto Y., Namba T., Ohta T., Hirayanagi N., Miyasaka H., Zenk M. and Miyamoto K., J. Biosci. Bioeng., 92, 24 (2001).
• 26.Stolt J., Steller F., Bryngelsson T., Lundborg T. and Schat H., Environ. Exp. Botany, 49,21 (2003).
• 27.Doring S., Korhammer S., Oetken M. and Markert B., Fresenius J. Anal. Chem., 366,316 (2000).
• 28.Fahey R., Newton G., Dorian R. and Kosower E., Anal. Biochem., 11, 351 (1980).
• 29.Scarano G. and Morelli E., Anal. Chim. Acta, 319, 13 (1996).
• 30.Sestakova I., Vodickova I. and Mader P., Electroanal., 10, 764 (1998).
• 31.Vacchina V., Chassaigne H., Oven M., Zenk M. and Łobiński R., Analyst, 124, 1425 (1999).
• 32.Wierzbicka M., Plant Cell Environ., 10, 17 (1987).