Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)
2016 / Különszám - Riba Milán, Kériné Borsodi Andrea, Újvárosi Andrea Zsuzsanna, Vasas Gábor: Microcystis izolátumok peptid-variabilitás vizsgálata
79 Microcystis izolátumok peptid-variabilitás vizsgálata Riba M.*, Borsodi A. K.**, Újvárosi A. Zs.\ Vasas G. * Debreceni Egyetem TTK Növénytani Tanszék, 4032 Debrecen, Egyetem tér 1. ** Eötvös Loránd Tudományegyetem TTK Mikrobiológiai Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/C. Kivonat A Balatonra kevésbé jellemző Microcystis-vízvirágzásokát figyeltünk meg a 2014-es év során. A Microcystis genusba tartozó fajok képesek különböző biológiailag aktív oligopeptid metabolitok termelésére. Kémiai és szerkezeti heterogenitásukból adódóan hatásuk igen sokféle. A Balatonból gyűjtött 29 izolátum filogenetikai analízisét végeztük el, valamint MS/MS fragmentációs mintázat alapján azonosítottuk vagy soroltuk be a termelt oligopeptideket az egyes metabolit csoportokba. Izolátumainkban 16S rRNS gén szekvenciák alapján Microcystis flos-aquae, M. aeruginosa, M. ichthyoblabe és M. novacekii fajokat azonosítottunk. Sejtvonalaink több mint felében találtunk oligopeptideket: mikroginin variánsokat, mikrocisztineket és anabaenopeptineket. Kulcsszavak Microcystis, mikrocisztin, mikroginin, anabaenopeptin, LC/MS Variability of peptides produced by Microcystis isolates Abstract During the year 2014 and 2015 we observed less typical Microcystis water blooms in Lake Balaton. Genus Microcystis is capable to produce different types of biological active oligopeptides. Their effects are varied with their chemical and structural characteristics. 93 isolates were gathered from Lake Balaton from which 29 were phylogeneticaly analyzed as well as the oligopeptides were identified according to MS/MS fragmentation pattern or classified in the determined metabolite group. In our samples, Microcystis flos-aquae, M. aeruginosa, M. ichthyoblabe and M. novacekii were indentified by 16S rRNA sequencing. More than half of the cyanobacterial cell lines contained oligopeptides, i.e. microginin variants, microcystins and anabaenopeptins. Keywords Microcystis, microcystin, microginin, anabaenopeptin, LC/MS BEVEZETÉS A Balatonban a 2014-es és 2015-ös év során Microcystis vízvirágzás dominanciáját figyeltünk meg. A Microcystis genusz sokféle peptid metabolit termelésére képes, melyek közül a mikrocisztinek a legismertebbek (Falconer 1999, Wiegand és Pflugmacher 2005). A mikrocisztinek ciklikus peptidek, szerkezetük D-Ala-X-D-MeAsp-Z- Adda-D-Glu-Mdha, melyben az X és Z variábilis amino- savak, a D-MeAsp D-eritro-ß-metil-aszparaginsav, és az Mdha az N-metilhidroalanin, valamint az Adda (3-amino- 9-metoxi-2,6,8-trimetil-10-fenildeka-4,6-dienoiksav) (Botes és társai 1985). Közel 90 variánssal az egyik legnagyobb és szerkezetileg legdiverzebb cianobakteriális toxinok. Hatásukat a protein fosztatáz 1 és 2A gátlása révén fejtik ki (Carmichael 1990, MacKintosh és társai 1992). Azonban számos, kevésbé ismert peptid csoport is jellemző erre a genuszra. Ezen oligopeptid csoportok termelése nem feltétlenül M. aeruginosához, hanem inkább a ritkább megjelenésű M. wesenbergii, M. ichthyoblabe vagy M. viridishez köthető (Fastner és társai 2001). Ilyen metabolitok tartoznak az anabaenopeptinek és mikrogininek csoportjába. Az anabaenopeptinek ciklikus peptidek, a 2-es pozícióban található Lys konzervált aminosav alakítja ki a gyűrűt a karboxil csoporttal, melynek többi aminosava variábilis (Harada és társai 1993). Kb. 30 variánsa ismert (Welker és von Döhren 2006). A protein foszfatázok, illetve proteolitikus enzimek (tripszin, kimotripszin, elasztáz, karboxipeptidáz-A) inhibitorai tartoznak ide, de egyes variánsok izomlazító hatását is megfigyelték már (/ton és társai 1999, Murakami és társai 2000, Bubik és társai 2008). A mikrogininek lineáris peptidek, melyekre az Ahda (3-amino-2-hidroxi-dekánsav) és a C-terminálison található 2 Tyr aminosav jellemző (Okino és társai 1993). Emellett általában 4-6 aminosav jellemzi, melyek közül a 2-es pozícióban található a legvariábilisabb. Idáig közel 40 variánsát írták le (Welker és von Döhren 2006). Proteáz inhibitorok, az angiotenzin-konvertáló enzim (ACE), aminopeptidáz (AMP), leucin aminopeptidáz (LAP) gátló hatása bizonyított, a magas vérnyomás kezelésében lehet fontos szerepük (Okino és társai 1993, Ishida és társai 1997, Neumann és társai 1997, Kodani és társai 1999, Ishida és társai 2000). Az oligopeptid termelése nem köthető a gyakran használt filogenetikai markerekhez (pl. 16S, 23S rRNS, ITS), sem a törzsek földrajzi elhelyezkedéséhez. Az ugyanabba a taxonba tartozó törzsek is rendkívül eltérő oligopeptid mintázattal rendelkezhetnek, az adott kemotípust különböző morfospecies képviselheti és fordítva (Ahga és Quesada 2014). Munkánk során a 2014-es évben gyűjtött 29 izolátum filogenetikai analízisét végeztük. Célunk volt továbbá sejtvonalaink MS/MS fragmentációs mintázat alapján történő oligopeptid azonosítása és csoportba sorolása. ANYAG ÉS MÓDSZER A Balatonból gyűjtött 93 darab vízmintából Microcystis fajokat izoláltunk. Axenikus körülmények között 24 lyukú titer lemezen 2mL Allen tápoldathoz (Allen 1968) 10-50-100 pL-t adtunk a vízmintákból, és a lemezeket állandó fényen 28 °C-on tartottuk. A Microcystis
