Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

6. szám - L. Hidrológiai Napok: "A hazai hidrobiológia ötven éve" Tihany, 2008. október 1-3.

151 243 S 243 F 4 17 11 nap 4 17 11 nap 4. ábra. Különböző korú Microcystis aeruginosa (243) tenyészetek sejtfrakciójából (S) és a tenyészet felülúszójából (F) kimutatható proteáz aktivitás (pH: 8.0, 3 pg protein/zseb, kivéve a 4 és 11 napos 243 felülúszók (f): 1,5 és 2 pg protein/zseb). Az A. ovalisporum sejtekre pedig egy 80 kDa tömegű fehérje jelenléte jellemző, ami a 11 napos tenyészetekből detektálható. A három szervezet proteáz mintázata elsősorban a nagy moltömegű enzimek jelenlétében mutat hasonlóságot (2. ábra). A sejtfrakció (S) és a felülúszó (F) liofilezett mintáiból készült extraktumok zselatin-zimogramjainak összehasonlítása során azt tapasztaltuk, hogy a felülúszóból mind a három faj esetében jelentős proteáz aktivitást lehetett kimutatni, az enzimmintázat jól összevethető a sejtekre jellemző enzimmintázattal (3. ábra, S: sejtfrakció, F: felülúszó). A gélképek alapján tehát megállapítható, hogy a sejtekből jelentős sejtpusztulás - a tenyészet „elöregedése"- nélkül is kijutnak a proteáz enzimek a tápközegbe, és jelentős specifikus aktivitást mutatnak. Diszkusszió A fotoautotróf cianobaktériumok számos anyagcsere-terméket, köztük endotoxinokat termelnek, amelyek a vízvirágzások során az elpusztuló sejttömegből kiszabadulva fejtik ki káros hatásaikat. A sejtek lízisével a sejtek teljes beitartalma, így enzimeik is a víztérbe kerülnek. Az általunk vizsgált proteázok, -amelyek irodalmi adatok szerint a sejtek fehéije-homeosztázisában, valamint a stressz- és apoptotikus folyamatokban lehetnek kulcsfontosságúak (Deponte 2008), a teljes táptalajon növő cianobaktérium tenyészetek intakt sejtjeiben, sőt a tenyészet felülúszójában is jól detektálható specifikus aktivitást mutattak (1-4. ábrák). A három cianobaktérium fajba tartozó törzsek zselatin-zimogramjai közös és eltérő enzimek jelenlétét bizonyítják. Mindhárom faj proteáz aktivitásában meghatározó a 100 kDa molekulatömeg feletti proteázok működése. A legnagyobb specifikus proteázaktivitást az A. ovalisporum-ná\ tapasztaltuk, ezt követte a C. raciborskii, a legkisebb proteázaktivitást a M. aeruginosa-nál detektáltuk. Korfüggéses vizsgálatainknál általánosságban azt tapasztaltuk, hogy a tenyészet növekedésével csökkent a proteázok specifikus aktivitása a sejtfrakcióban és viszonylag állandó a felülúszóban (1. és 4. ábrák). Ez felveti annak lehetőségét, hogy a proteázok is részt vehetnek a toxikus vízvirágzások okozta sokrétű mérgezési tünetek kialakításában. Kísérleteink előkísérlet jellegűek, a fajokra jellemző proteázok karakterizálása a további munkák feladata. Köszönetnyilvánítás Dr. Mikóné dr. Hamvas Márta, dr. Máthé Csaba és dr. Vasas Gábor köszönettel tartozik a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj és Jámbrik Katalin az Universitas Pályázat 2008. támogatásáért. Irodalom Allén M. M. (1968) Simple conditions for the growth of unicellular blue-green algae on plates. J. Phycol. 4: 1-4. Bácsi I., Vasas G., Surányi Gy., M-Hamvas M., Máthé Cs., Tóth E., Grigorszky I., Gáspár A., Tóth Sz., Borbély G. (2006): Alteration of cylindrospermopsin production in sulfate- or phosphate-starved cyanobacterium Aphanizomenon ovalisporum. FEMS Microbiol. Lett. 259(2): 303-310. Banker R., Carmeli S., Hadas O., Teltsch B., Porát R., Sukenik A. (1997) Identification of cylindrospermopsin in Aphanizomenon ovalisporum (Cyanophyceae) isolated from Lake Kinneret, Israel. J. Phycol. 33,613-616. Bradford M. M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilising the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72: 248-254. Bryant D. A. (1994) The Molecular Biology of Cyanobacteria. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp. 879. Carmichael W. W. (1992) Cyanobacteria secondary metabolites — the cyanotoxins. J. Appl. Bacteriol. 72: 445-459. Carmichael W. W. (1994) The toxins of cyanobacteria. Scientific American. 270: 64-72. Carmichael W. W., Skulberg O. M. (1993) Algal toxin sin seafood and drinking water. Academic Press. pp. 145-205. Chorus I. (1999) Toxic cianobacteria in water E & FN Spon. Deponte M. (2008) Programmed cell death in protists. Biochem. Biophys. Acta 1783: 1396-1405. Dong Y., Huang X., Wu X., Zhao J. (2000) Identification of the active site of HetR protease and its reqquirement for heterocyst differentietion int he cyanobacterium Anabaena sp. Strain PCC 7120. Journal of Bacteriology 182/6: 1575-1579. Fay. P., Baalen, J. (1986) The blue-greens (Cyanobacteria). Camelot Press, Southampton. Gottesman S. (1999) Regulation by proteolysis: developmental switches. Current Opinion in Microbiology 2: 142-147. Gottesman S., Maurizi M.R. (1992) Regulation by proteolysis: EnergyDependent Proteases and Their Targets. Microbiological Reviews. 56/4: 592-621. Hortobágyi T. (1962) Két vízvirágzás a Balatonon. Botanikai Közlemények. 49. 233-237. Hortobágyi, T., Kárpáti, I. (1967) Nagyméretű vízvirágzás a Balaton délnyugati részén. Botanikai Közlemények 54. 137-142. Kaebernick M., Neilan B. A. (2001) Ecological and molecular investigations of cyanotoxin production. FEMS Microbiol. Ecol. 35: 1-9. Kanervo E., Spetea C., Nishiyama Y., Murata N., Andersson B., Aro E-M. (2003) Dissecting a cyanobacterial proteolytic system: efficiency in inducing degradation of the Dl protein of photosystem D in cyanobacteria and plants. Biochemica of Biophysica Acta 1607: 131-140. Kiss K. T. (1998) Bevezetés az algológiába. ELTE Eötvös Kiadó, Bp. Kós P., Gorzó Gy., Surányi Gy., Borbély Gy. (1995) Simple and efficient method for isolation and measurement of cyanibacterial hepatotoxins by plánt tests (Sinapis alba L.). Analytical Biochemistry 225: 49-53. Laemmli U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685. Maidéner I., Lockau W., Cai Y., Wolk C.P. (1991) Calcium-dependent protease of the cyanobacterium Anabaena: molecular cloning and expression of the gene in Escherichia coli, sequencing and site-directed mutagenesis. Mol. Gen. Genet. 225: 113-120. M-Hamvas M., Mathe Cs., Molnár E., Vasas G., Grigorszky I., Borbély Gy. (2003) Microcystin-LR alters the growth, anthocyanin content and single-stranded DNase enzyme activities in Sinapis alba L. seedlings. Aquat. Toxicol. 62:1-9. Padisák J. (1997) Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenayya et Subba Raju, an expanding, highly adaptive cyanobacterium: worldwide distribution and review of its ecology. Arch. Hydrobiol/ Suppl. 107:463-593. Padisák J., Istvánovics V. (1995) Hogyan magyarázhatók a rendszertelen Cylindrospermopsis racibrorskii tömegprodukciók a Balatonban: egy nullhipotézis. In: Bíró P. (ed.) A XXXVII. Hidrobiológus napok Kiadványa, Innopress Kft, Veszprém: 41-44. Reskóné N. M., Ponyi J., Szító A., Kiss G., Ács É., Borsodi A. (2001) A Velencei-tó biológiai állapota. Hidr. Közlöny 81 / 5-6: 448-451. Reynolds C. S., Walsby, A. E. (1975) Water-blooms Biol. Rev. 50. 437-481.