Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
6. szám - XLVIII. Hidrobiológus Napok: Európai elvárások és a hazai hidrobiológia Tihany, 2006. október 4–6.
42 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2007. 87. ÉVF. 6. SZ. után a térfogat frakciókat összegeztük, és két részre osztottuk. Az egyik részt azonnal kromatografáltuk az oszlopra, a másik részt savas foszfatázzal kezeltük 37°C mellett, majd kromatografáltuk. Az eluenst 5 ml-es egységekben összegyűjtöttük, és folyadék-szcintillátorral vizsgáltuk a radioaktivitását. Eredmények A tőzegmoha-lápból vett vízminták savas foszfatáz aktivitását különböző pórusméretű szűrőkkel vizsgáltuk (1. ábra). Az aktivitás 2/3-át a 3,0 jim-nél kisebb frakciókban figyeltük meg. A legnagyobb aktivitás a 0,2 és 0,45 |im közötti frakciókban volt, és vélhetően bakteriális eredetű volt. A teljes foszfatáz aktivitás 26 %-a az „oldott fázisban" volt (vagyis átment a 0,2 ^m lyukbőségű szűrőn), bár egyes baktériumok szintén képesek átjutni ilyen méretű szűrőn. A természetes savas foszfatáz enzimek Michaelis-Menten kinetikát mutattak a pNPP tekintetében (2. ábra). A K m értékét 3,9x0"" mol l" 1 értéknél vizsgáltuk. A Vma* 528 és 4518 nmol l" 1 min" 1 között változott a vizsgálat ideje alatt (2. ábra). A mesterséges szubsztrát hidrolízise tavasszal zajlott le leggyorsabban, nyáron és őszszel lassabb volt a folyamat. Erős pozitív korrelációt figyeltünk meg a foszfatáz előfordulása és a PME között (r = 0,82; 3. ábra). A PME koncentráció kezdetben magas volt májusban, majd visszaesett, június közepén újra nőtt, majd a maximális érték elérése után visszaesett a minimális értékre (2. ábra). A foszfatáz aktivitás is hasonló évszakos összefüggéseket mutatott. A PME foszfát-kibocsátásnak sebességét pNPP segítségével, a Michaelis-Menten egyenlettel becsültük meg. A PME leggyorsabb foszfát-kibocsátását májusban és júniusban figyeltük meg, amikor a foszfatáz és a PME a legnagyobb mennyiségben voltak jelen (2. ábra). Ez a kibocsátási mérték viszonylag alacsony volt nyáron, és novemberben 0,15 nmol 1" 1 min"' alá esett. A 2. ábra alapján nyilvánvaló, hogy a PME foszfát-kibocsátásának sebessége nagyságrendekkel alacsonyabb volt, mint a V ma x. Vagyis a PME hatására a foszfátkibocsátás sokkal nagyobb mértékű volt. A PME maximális foszfát-kibocsátása egybeesett a maximális fitoplankton biomassza időszakával, amint azt a klorofill-a értékek mutatják (J. ábra). Ezen időszak alatt az alga biomassza több mint 90 %-át a Gonyostomum semen tette ki. A klorofill-a koncentráció a PME koncentrációhoz és a foszfatáz aktivitáshoz hasonló évszakos fluktuációt mutatott, azonban a klorofill-a a PME-vel és a foszfatáz aktivitással szemben nem volt nagy mennyiségben. Ha az algák a PO4 1 külső és belső hiányára, valamint a szerves foszfát tartalomra a foszfatáz enzim-szintézis fokozásával reagálnak, az enzim specifikus aktivitásának nőnie kell. Bár a teljes foszfatáz aktivitás a júniusi algavirágzás ideje alatt nőtt (3. ábra), a specifikus aktivitás (Vmax/chu) ebben az időszakban volt a legalacsonyabb (4. ábra) a klorofill elemzések szerint. A specifikus aktivitás koratavasszal és ősszel közepes szinten volt. Később, júniusban érte el a minimumát, amikor a klorofill-érték a legnagyobb volt, majd rögtön ezután, júliusban, amikor a klorofil-a koncentráció a legkisebb volt, érte el a maximumát. > ^ ^ cf ^ ^ if -0.2-0.45 —X-0.45-3 -+-3-7 1. ábra; A keleméri Kis-Mohos (Magyarország) vízmintáinak frakcionálása után a savas foszfatáz aktivitása az egyes frakciókban. Az egyes frakciókban zajló aktivitás százalékban kifejezett értékét a V ma x alapján számoltuk. A frakcionálás során a következő szűrőket alkalmaztuk: 1) 0,2 fim; Nucleopore polikarbonát; 2) 0,45 um; Milipore HA WP; 3) 3,0 um; Whatman GF/A; 4) 7,0 fim; Millipore; 5) 14;0 fim; Millipore. Figure 1. Size fractionation of acid phosphatase activity in the keleméri Kis-Mohos, Hungary. Percent of activity in each fraction is based on V m„. Filters used in fractionations were: 1) 0.2 fim; Nucleopore polycarbonate, 2) 0.45 fim; Milipore HAWP, 3) 3.0 fim; Whatman GF/A, 4) 7.0 fim; Millipore 5) 14.0 |im; Millipore. 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -> -P Í Í f <> T> -S> N? » y S^ f * f / fjt J" & <f —A—Vimx (mim! 1 1 m m-l) —o— PME-P (nmo! H) -X-SRP(nmol l-l) —M— Vrelease (nmol l-l m in-1) 2. ábra; A Michaelis-Menten változók és a foszfomonoészterek által kibocsátott foszfát százalékaránya a felvételhez képest a keleméri Kis-Mohosban (Magyarország). A y r ei, as r= 3,9 x lor 4 mol r' számításában használt K„ V„u ast = V ma x x IPME-PI/K m + IPME-PJ. Figure 2. Michaelis-Menten variables and percent release of phosphate from phosphomonoesters relative to uptake in keleméri Kis-Mohos, Hungary. Km used in calculation of V r e| ea Si. = 3.9 x 10" 4 mol L" 1. V releas e = V m» x |PME-P|/K m + [PME-P]. 700 600 500 * 400 1 300 2 200 100 - Enzim egység (nmol I min -1) - PME-P(nn»l l-l) • •-A• - Kk>rofil-a (n^ m-3) 3. ábra; A savas foszfatáz aktivitás évszakos előfordulása (nmol l ' min'), PME-P koncentr. (nmol ('), és klorofill-a koncentráció. Figure 3. Seasonal occurrence of acid phosphatase activity (nmol L" 1 min" 1), PME-P concentration (nmol L" 1), and chl-a concentration. $ i> a 0 ef ^ 4. ábra; .4 savas foszfatáz specifikus aktivitását jellemző értékek. A dátumokhoz tartozó értékeket a V ma x és a klorofill-a értékeiből számítottuk Figure 4. Values for specific activity of acid phosphatase. Numbers for each date were calculated from V m a, and chl-a values A nagy molekulatömegű polimerekkel vagy az ezeket tartalmazó vegyületekkel végzett kísérletek szerint az ilyen jellemzőjű vegyületeket a savas foszfatáz hidrolizálhatja, és ez a képessége évszaknak megfelelően változik. Júniusban nem érzékeltünk foszfatáz-érzékeny 3 2P-t a nagy molekulatömegű foszfor frakcióban. Decemberben azonban a nagy molekulasúlyú 3 2P csökkenése egybeesett a 3 2P ortofoszfáttal való eluálásának jelentős növekedésével, ami azt jelzi, hogy a nagy molekulasúlyú foszfort a savas foszfatáz hidrolizálta ( 5. ábr a).
