Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
Известно, что характер и степень влияния ферментов объектов питания на процессы пищеварения у рыб в значительной мере зависит от вида консумента и жертвы, температуры и рН гастральной и энтеральной сред. В последние десятилетия значительное влияние на активность пищеварительных гидролаз оказывают различные антропогенные факторы, в том числе производные фенола. Цель данной работы – изучение влияния фенола на температурные характеристики казеин- и гемоглобинлитических пептидаз, функционирующих в организме личинок хирономид. Эффекты фенола исследовали в гомогенате личинок хирономид Chironomus sp. в диапазоне температур 0-70ºС, рН 7.4. Соотношение объёмов гомогената и фенола с начальной концентрацией 0.1 ммоль/л (9.41 мг/л) − 1:1; конечная концентрация фенола в процессе прединкубации − 0.025 ммоль/л (2.35 мг/л). Через 1 ч после начала прединкубации добавляли субстрат (казеин или гемоглобин, рН 7.4) и смесь инкубировали 30 мин в термостатируемых камерах. Активность пептидаз оценивали по увеличению концентрации тирозина. В диапазоне температур 0-30°С определяли температурные коэффициенты (Q10) и графическим способом (по данным температурной зависимости) определяли величины энергии активации. Под влиянием фенола активность казеин- и гемоглобинлитических пептидаз при температуре 20ºС увеличивается в 1.2 и 1.9 раза, соответственно. Фенол не влияет на величину температурного оптимума активности казеин- и гемоглобинлитических пептидаз личинок хирономид в диапазоне 0-30ºС, но изменяет форму кривых температурной зависимости за счет резкого увеличения ферментативной активности при 40ºС (P<0.05). Отмечены изменения величин Q10 и энергии активации (Еакт) под влиянием фенола. В присутствии фенола значения Еакт гидролиза гемоглобина в зоне 0-20ºС при более высокой температуре изменяются разнонаправленно − при низких температур увеличиваются в 1.2 раза, в зоне более высоких температур уменьшаются в 1.3 раза. Полученные данные свидетельствуют о значительном влиянии фенола на активность и температурные характеристики пептидаз личинок хирономид, что может отрицательно влиять на процессы пищеварения рыб-бентофагов, активно потребляющих личинки хирономид.
1. Александров В. Я. Клетки, макромолекулы и температура. - Л.: Наука, 1975. - 330 с.
2. Егорова В.В., Иезуитова Н.Н., Тимофеева Н.М., Туляганова Е.Х., Гурман Э.Г., Щербаков Г.Г., Уголев А.М. Некоторые температурные характеристики и температурные адаптации ферментов, обеспечивающих мембранное пищеварение у пойкилотермных и гомойотермных животных // Журн. эвол. биохим. физиол.− 1974. − Т. 10. − № 3. − С. 223-231.
3. Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. - М.: Высшая школа, 1974. - 214 с.
4. Кузьмина В.В. Влияние температуры на пищеварительные гидролазы беспозвоночных животных // Журн. эвол. биохим. физиол. − 1999. − Т. 35. − № 1. − С. 15-19.
5. Кузьмина В.В., Голованова И.Л., Скворцова Е.Г. Вклад ферментов кормовых объектов в процессы пищеварения рыб // Вопр. ихтиологии. - 1999. - Т. 39. - № 3. - С. 384-393.
6. Кузьмина В.В. Вклад индуцированного аутолиза в процессы пищеварения вторичных консументов на примере гидробионтов // Доклады РАН. - 2000. - Т. 373. - № 1. - С. 132-134.
7. Кузьмина В.В. Скворцова Е.Г., Лузанова К.А., Лебедев Д.С., Николаичев К.А. Влияние температуры на активность пептидаз потенциальных объектов питания рыб разных экологических групп // Проблемы биологии продуктивных животных. -2014. - № 4. - С. 35-45.
8. Кузьмина В.В. Процессы экзотрофии у рыб. Организация. Регуляция. Адаптации. - М.: Полиграф-Плюс, 2015. - 260 с.
9. Кузьмина В.В., Грачева Е.Л., Тарлева А.Ф. Влияние фенола и его производных на активность пептидаз слизистой оболочки и химуса у рыб // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2015. - № 3. - С. 59-67.
10. Кузьмина В.В., Заведенкова Л.В., Грачева Е.Л. Влияние фенола и его производных на активность казеинлитических пептидаз у личинок хирономид – потенциальных объектов питания рыб // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2016. - № 4. - С. 37-45.
11. Кузьмина В.В., Тарлева А.Ф., Грачева Е.Л. Влияние различных концентраций фенола и его производных на активность пептидаз кишечника рыб // Биология внутренних вод. - 2017. - № 2. - C. 104-111.
12. Лукьяненко В.И. Общая ихтиотоксикология. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 320 с.
13. Майстренко В.Н., Клюев Н.А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004. - 328 с.
14. Скворцова Е.Г., Егорова А.А., Кузьмина В.В. Влияние температуры и кислотности среды на активность пептидаз у личинок хирономид – потенциальных объектов питания рыб-бентофагов // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2016. - № 4. - С. 46-56.
15. Уголев A.M. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций. − Л.: Наука, 1985. − 544 с.
16. Уголев А.М., Кузьмина В.В. Пищеварительные процессы и адаптации у рыб. − СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. − 238 с.
17. Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных. − СПб.: Наука, 1989. − 144 с.
18. Флерова (Назарова) Е.А., Заботкина Е.А. Токсическое действие сублетальных концентраций фенола и нафталина на мезонефрос серебряного карася // Токсикол. вестник. − 2012. − № 4. − С. 49-51.
19. Alabaster J.S., Lloyd R. Water quality criteria for freshwater fish. - London: Butterworths, FAO. United Nations, 1980. - 297 p.
20. Ali S.M., Sabac S.Z., Fayez M., Moniband M., Hegazi N.A. The influence of agro-industrial effluents on River Nile pollution // J. Adv. Res. - 2011. - Vol. 2. - P. 850-895.
21. Anson M. The estimation of pepsin, trypsin, papain and cathepsin with hemoglobin // J. Gen. Physiol. − 1938. − Vol. 22. − P. 79-83.
22. Clayton G.D., Clayton F.E. Patty's industrial hygiene and toxicology. - New York: John Wiley & Sons Inc. Publ., 994. - 132 p.
23. Ford M.D., Delaney K.A., Ling L.J., Erickson T. Clinical Toxicology. − Philadelphia: W.B. Saunders Company Publ., 2001. − 753 p.
24. Hochachka P.W., Somero G.N. Strategies of biochemical adaptation // Philadelphia, London, Toronto: W.B. Saunders Company Publ., 1973. − 418 p.
25. Michałowicz J., Duda W. Phenols – sources and toxicity // Polish J. Environ. Stud. - 2007. - Vol. 16. - No. 3. - P. 347-362.
26. Taysse L., Troutaud D., Khan N.A., Deschaux P. Structure-activity relationship of phenolic compounds (phenol, pyrocatechol and hydroquinone) on natural lymphocytotoxicity of carp (Cyprinus carpio) // Toxicology. − 1995. − Vol. 98. − P. 207-214.