Использование биолюминесцентных систем для изучения закономерностей детоксикации растворов модельных поллютантов гуминовыми веществами

• Автор: Тарасова, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Список сокращений

ГВ - гуминовые вещества

НАД+ - никотинамидденинуклеотид окисленный

НАДН - никотинамидденинуклеотид восстановленный

ФМН - флавинмононуклеотид

ФМНН2 - флавинмононуклеотид восстановленный

ЯСНО - тетрадеканаль

ЯСНОО! I - тетрадекакарбоновая кислота

I - интенсивность биолюминесценции

К - коэффициент детоксикации, рассчитанный по изменению

общей токсичности раствора Кохт ~ коэффициент детоксикации, рассчитанный по изменению
окислительной токсичности раствора Е~° - окислительно-восстановительный потенциал
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Г лава 1. Обзор литературы
1.1. Гуминовые вещества - детоксицирующие агенты природного происхождения. Структура и свойства гуминовых веществ
1.2. Способы оценки токсичности сред. Биотестирование
1.3. Использование биолюминесцентных систем для биотестирования
1.3.1. Светящиеся бактерии
1.3.2. Биолюминесцентная система сопряженных ферментативных реакций
1.4. Биофизические основы биолюминесценции
1.5. Механизмы воздействия поллютантов на люминесценцию
1.6. Распространенные поллютанты и их токсичность
1.6.1. Соли металлов
1.6.2. Хиноны и фенолы
1.6.3. Наиболее распространенные методы очистки сточных и природных вод
Заключение по главе
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Реактивы и материалы
2.2. Приготовление рабочих растворов. Регистрация биолюминесценции
2.2.1. Ферментативная система
2.2.2. Лиофилизированные бактерии
2.2.3. Интактные бактерии
2.3. Расчет коэффициентов детоксикации
2.4. Подготовка проб для электронной микроскопии
2.5. Измерение скорости окисления НАДН в присутствии токсикантов и гуминовых веществ
Глава 3. Изменение общей токсичности растворов под действием гуминовых веществ

3.1. Оценка общей токсичности растворов солей металлов с помощью биолюминесцентных тестовых систем
3.3. Использование препаратов ферментов и лиофилизированных бактерий для определения общей токсичности растворов солей металлов и гуминовых веществ
3.4. Действие растворов солей металлов на биолюминесценцию интактных бактерий P.phosphoreum в присутствии и отсутствии гуминовых веществ 74 Заключение по главе
Глава 4. Изменение окислительной токсичности растворов под действием гуминовых веществ
4.1. Влияние неорганического окислителя (феррицианида калия) на ферментативную тестовую систему
4.2. Действие растворов органического окислителя (1,4-бензохинона) на ферментативную тестовую систему
4.3. Изменение окислительной токсичности растворов под действием
гуминовых веществ в растворах окислителей
Заключение по главе
Глава 5. Активная роль биолюминесцентных тестовых систем в процессах детоксикации солей металлов гуминовыми веществами
5.1. Скорости окисления НАДН в растворах солей металлов в присутствии и отсутствии гуминовых веществ
5.2. Ультраструктура бактериальных клеток в растворах СгСЬ и гуминовых
веществ
Заключение по главе
ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение
Приложение
результатами экспериментов с использованием заместителей (Eckstein et al., 1993); 2) имеет хемилюминесцентную аналогию - реакцию пероксиэфиров с флуоресцентными соединениями. МакКапра постулировал, что в реакции бактериальной люциферазы после образования интермедиата ПА происходит присоединение перекиси водорода и второй молекулы альдегида к пероксиполуацетальному фрагменту комплекса (рисунок 1.7).
RibP RibP
Рисунок 1.7. - Схема механизма биолюминесцентной реакции, катализируемой бактериальной люциферазой (МсСарга, 2000).
Образовавшийся аддукт 11 распадается на гидроксифлавин и пероксиэфир. Следующая стадия заключается в распаде эфира в присутствии флуоресцентного соединения (гидроксифлавина) с образованием возбужденных молекул этого соединения. Схема МакКапры, предложенная для бактериальной биолюминесценции, является достаточно оригинальной и обоснованной, но, как признает и сам автор, она не объясняет ключевого шага - образования эмиттера, поскольку сам по себе механизм хемилюминесценции пероксиэфиров еще не понят окончательно (Немцева и Кудряшева, 2007).
Таким образом, в настоящее время вопрос о механизме формирования возбужденных молекул в реакции, катализируемой бактериальной люциферазой, все еще остается дискуссионным. Предложенные схемы разнообразны и охватывают практически все механизмы, применяемые в