Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The impact of copper ions on oxidative stress in garden cress Lepidium sativum

Rombel-Bryzek A., Rajfur M., Zhuk O.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2017

|

Vol. 24, nr 4

627--636

EN

Normal oxygen metabolism is an endogenous source of reactive oxygen species (ROS). The source of ROS are also many environmental factors including heavy metals. In certain concentration range, the presence of ROS is necessary to maintain proper cell function. Thus, cells have many mechanisms, which role is focused on maintaining a constant concentration of ROS. Imbalance between the formation of ROS and action of a protective antioxidant system leads to oxidative stress. This may results with a damage to the structure of proteins, lipids and nucleic acids, which in turn can lead to disturbances in the functioning of the cell and even to the death. The aim of the study was to evaluate the effect of copper ions on the metabolic activity of garden cress Lepidium sativum L. The action of copper ions with different concentrations was treated seeds. After four, six and eight days after planting in the leaves of garden cress were determined the specific activity of guaiacol peroxidase (GPOX), lipid peroxidation and protein content. Additionally intake of copper ions was determined using adsorption spectrometry technique. The results revealed that the applied doses of copper ions affected the activity of guaiacol peroxidase. The highest enzyme activity was found in plant material, which was treated with dose of copper ions 1000 mg/dm3 regardless of day. In the same samples the lowest level of lipid peroxidation was found. The highest concentrations of total proteins was found in samples treated with the highest dose of copper ions. The copper content in the tested plant material is correlated with the applied dose of copper ions. Our results indicate reliable correlations between copper content and values of oxidative stress biomarkers in plant tissues.

2

Optymalizacja procesu immobilizacji komórek Saccharomyces cerevisiae w żelu alginianowym

Rombel-Bryzek A., Zhuk O., Latała A.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

289--297

PL

Celem prezentowanych badań była ocena wpływu dwuwartościowych kationów wapnia, magnezu i baru, na zdolność sieciowania żelu alginianowego, stosowanego do unieruchamiania komórek Saccharomyces cerevisiae, oraz oznaczenie aktywności enzymatycznej dehydrogenazy bursztynianowej w immobilizowanych komórkach. Do immobilizacji komórek Saccharomyces cerevisiae wykorzystywano zawiesinę komórek drożdży w alginianie sodu, który następnie żelowano roztworami chlorku wapnia (2, 5, 10 i 30%), chlorku baru (1, 2, 3, 4 i 5%) oraz chlorku magnezu (5%). Aktywność dehydrogenazy bursztynianowej badano spektrofotometrycznie i mierzono za pomocą ilości zredukowanego błękitu metylenowego (sztuczny akceptor elektronów). Uzyskane wyniki ujawniły, że zarówno stężenie, jak i rodzaj stosowanych jonów mają istotny wpływ na stopień usieciowania żelu alginianowego i w konsekwencji na aktywność enzymatyczną SDH w unieruchomionych komórkach. Spośród zastosowanych kationów metali zdolne do sieciowania alginianu były jony wapnia i baru. Ponadto okazało się, że kationy baru charakteryzują się silniejszym powinowactwem do alginianu, dając silniej usieciowany żel alginianowy. Wykazano, że zbyt silne usieciowane alginianu może ograniczać wymianę substancji między żelem alginianowym a roztworem mieszaniny reakcyjnej i, w konsekwencji, zaburzać przebieg reakcji enzymatycznej.

EN

The aim of this study was to evaluate the effect of divalent cations, calcium, magnesium and barium, for the ability to crosslink the alginate gel. The alginate gel was used to immobilize cells of Saccharomyces cerevisiae. The enzymatic activity of succinate dehydrogenase in the immobilized cells was determined. A suspension of yeast cells in sodium alginate, was gelation by solutions of calcium chloride (2, 5, 10 and 30%), barium chloride (1, 2, 3, 4, and 5%) and magnesium chloride (5%). Succinate dehydrogenase activity was tested spectrophotometrically and measured using a reduced amount of methylene blue (an artificial electron acceptor). The results revealed that both the concentration and type of ions employed are important to the degree of cross-linking of the alginate gel and consequently on the enzymatic activity of the SDH immobilized cells. Among the used metal cations capable of crosslinking the alginate are calcium and barium. It was also shown that the barium cations have a stronger affinity for the alginate, to give highly crosslinked alginate gel. It has been shown that too strong cross-linked alginate may limit the exchange of substances between the alginate gel and the solution of the reaction mixture, and consequently interfere with the course of the enzymatic reaction.

3

Opracowanie metody oraz optymalizacja warunków immobilizacji inwertazy drożdżowej w żelu alginianowym

Oloś G., Zhuk O.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

749--756

PL

Zbadano wpływ różnych stężeń chlorku wapnia oraz czasu kondycjonowania inwertazy drożdżowej (EC 3.2.1.26) izolowanej z drożdży piekarniczych Saccharomyces cerevisiae immobilizowanej w żelu alginianowym. Z wykorzystanych w badaniach różnych stężeń chlorku wapnia (2, 5, 10 i 30%) najwyższą aktywność enzymatyczną uzyskano dla najwyższego wykorzystanego stężenia. Wykazano, że czas 15 minut kondycjonowania żelu alginianowego w chlorku wapnia prowadzi do najefektywniejszego immobilizowania inwertazy. Dodatkowo oceniono wpływ immobilizacji inwertazy drożdżowej na jej aktywność w odniesieniu do wolnej formy tego enzymu w szerokim zakresie pH (3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5) oraz temperatury (21, 36, 44, 49, 54, 59, 64 oraz 70°C). Aktywność enzymatyczną badano spektrofotometrycznie poprzez mierzenie przyrostu zredukowanej formy kwasu pikrynowego powstałej w obecności cukrów redukujących otrzymanych ze zhydrolizowanej przez inwertazę sacharozy. Spośród wykorzystanych różnych wartości temperatury i pH najwyższą wydajność immobilizowanej inwertazy wykazano dla 59°C i pH 4,5-5,0. Wykazano, że immobilizowana inwertaza zachowuje aktywność w szerszym zakresie pH i temperatury od formy wolnej (nieimmobilizowanej).

EN

The aim of this study was to evaluate the effect of the selected physical and chemical parameters of immobilization process of yeast invertase in alginate gel and to compere the enzymatic effectiveness of free and immobilizated enzyme. Yeast invertase enzyme was obtained from homogenated Saccharomyces cerevisiae cells and then centrifuged. It was later added into alginate gel solution and then the mixture was dripped into calcium chloride solution. The aim of my study was to find most optimal conditions for immobilization of studied enzyme, thus different concentrations of calcium chloride were used (2, 5, 10, 30%) and different conditioning time of alginate gel beads (5, 10, 15, 30, 60, 120 min). Additionally I compared effectiveness of already formed beads containing yeast invertase to its unimmobilized form in wide spectrum of temperature (21, 36, 44, 49, 54, 59, 64 and 70°C) as well as in different pH values (3.5; 4.0; 4.5; 5.0; 5.5; 6.0; 6.5). Activity of immobilized enzyme was measured spectrophotometrically by noticing changes in amount of reduced form of picric acid created in presence of reducing sugars gained from hydrolyzed sucrose by yeast invertase. Based on achieved results it has been shown that concentration of calcium chloride solution is more important than conditioning time of alginate gel beads containing immobilized enzyme. The highest effectiveness of immobilized enzyme was noticed for 60°C and between 4.5-5.0 pH. The immobilized form of yeast invertase was more stabile in wider spectrum of temperature and pH values compering to its unimmobilized form.

4

Oddziaływanie kadmu i kwasu salicylowego na aktywność metaboliczną Lepidium sativum L.

Zhuk O., Rombel-Bryzek A.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

379--388

PL

Kadm (Cd) jest metalem ciężkim, który w wyniku działań człowieka stał się głównym zanieczyszczeniem środowiska. Charakteryzuje się wysoką toksycznością dla wszystkich organizmów żywych. Symptomem toksyczności kadmu dla roślin są przede wszystkim zmiany morfologiczne, ograniczenie procesów fotosyntezy oraz stres oksydacyjny. Efekt zwiększenia odporności na stres można uzyskać, stosując różne związki egzogenne. Do takich związków należy między innymi kwas salicylowy (SA). Celem niniejszej pracy jest ocena wpływu kwasu salicylowego na stres metaboliczny u pieprzycy siewnej Lepidium sativum wywołany wzrastającymi stężeniami kadmu. W liściach pieprzycy siewnej oznaczano ilości białka, chlorofilu i produktów peroksydacji lipidów (TBARS) oraz aktywność peroksydazy, jednego z enzymów charakterystycznych dla stresu oksydacyjnego. Wyniki badań ujawniły, że kadm w stężeniu 200 mg/dm3, zgodnie z oczekiwaniami, negatywnie oddziaływał na wzrost i rozwój pieprzycy siewnej. Jednocześnie badania potwierdziły wpływ kwasu salicylowego na zwiększenie odporności na stres oksydacyjny u pieprzycy siewnej wywołany kadmem. Zastosowanie SA przed moczeniem nasion w roztworze kadmu zwiększyło stężenie białka w liściach w porównaniu do prób traktowanych wyłącznie kadmem, choć nie osiągało stężenia jak w próbie kontrolnej. SA natomiast skutecznie znosił ujemny wpływ kadmu na zawartość chlorofilu a i b. Ponadto zwiększał aktywność peroksydazy, choć zastosowana dawka (1 g/dm3) nie była w stanie całkowicie zahamować procesu peroksydacji lipidów.

EN

Cadmium (Cd) is a heavy metal, which due to human activities has become a major environmental pollution. It has high toxicity for all living organisms. The symptoms of toxicity of cadmium in plants are primarily morphological changes, reduction of photosynthesis and oxidative stress. The effect of increasing the stress resistance can be obtained using a variety of exogenous compounds. Such compounds include salicylic acid (SA). The aim of this study is to evaluate the effect of salicylic acid on metabolic stress with garden cress Lepidium sativum caused by increasing concentrations of cadmium. In the leaves of garden cress were determined the protein and the chlorophyll concentration, the amount of lipid peroxidation products (TBARS) and peroxidase activity, one of the enzymes characteristic for oxidative stress. The results revealed that the cadmium concentration of 200 mg/dm3, as expected, adversely affected the growth and development of garden cress. At the same time our studies confirmed the effect of salicylic acid to increase the resistance to oxidative stress in garden cress caused by cadmium. The use of SA before soaking the seeds in a solution of cadmium increased concentration of the protein in the leaves as compared to samples treated only cadmium but could not be achieved as the concentrations in the control. On the other hand SA effective endured negative effect of cadmium on the content of chlorophyll a and b. In addition, SA increased peroxidase activity, although the dose (1 g/dm3) was not able to completely stop the process of lipid peroxidation.