Caracterização cinética e molecular da (Na+, K+)-ATPase do tecido branquial de Callinectes danae submetido a estresse por cobalto
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-07102022-075042/ |
Resumo: | A poluição por metais é uma preocupação para a saúde dos ambientes marinhos devido a ampla aplicabilidade, e o Callinectes danae é uma das espécies de caranguejos recomendadas como biomonitor ambiental, capaz de fornecer respostas biológicas em áreas contaminadas. O cobalto é um metal essencial em alguns processos celulares e, como não é regulado nos crustáceos decápodes, pode biomagnificar ou bioacumular na cadeia trófica. O tecido branquial é o primeiro órgão em contato com poluentes externos. Assim, a (Na+, K+)-ATPase branquial pode ser usada como sistema modelo na investigação dos efeitos tóxicos de íons metálicos. Esse trabalho faz parte da linha de pesquisa \"(Na+, K+)-ATPase como marcador molecular da adaptação dos crustáceos a ambientes de diferentes salinidades\" e tem como objetivo avaliar o efeito do íon cobalto na atividade K+ -fosfatase da (Na+, K+)-ATPase do tecido branquial de C. danae usando o substrato sintético p-nitrofenil fosfato. Estudos anteriores confirmam que esse substrato possui uma estrita correlação com o ATP, substrato fisiológico, na atividade da (Na+, K+)-ATPase. Além disso, a utilização desse substrato sintético resulta em procedimentos experimentais mais simples comparados ao substrato fisiológico. Os resultados obtidos nesse trabalho revelaram que o cobalto estimula a atividade K + -fosfatase da enzima em substituição ao magnésio. Entretanto, o cobalto inibe a atividade K + -fosfatase da enzima quando na presença de magnésio. Comparada com o magnésio (K0,5= 2,98 ± 0,59 mmol L-1 ) a afinidade da enzima pelo cobalto é cerca de 4 vezes maior (K0,5= 0,60 ± 0,23 mmol L-1 ). O magnésio consegue deslocar o cobalto ligado à enzima até concentrações menores que 2 mmol L-1. O cobalto não interfere na inibição da atividade K+ - fosfatase da enzima pelo sódio (IC50 ≈16 mmol L-1 ), nem a inibição pela ouabaína (KI ≈ 2 mmol L-1 ). |
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Caracterização cinética e molecular da (Na+, K+)-ATPase do tecido branquial de Callinectes danae submetido a estresse por cobaltoKinetic and molecular characterization of (Na+, K+)-ATPase from gill tissue of Callinectes danae subjected to cobalt stress(Na+ K+)-ATPase(Na+ K+)-ATPaseCallinectes danaeCallinectes danaeCobaltCobaltoHeavy metalsMetais pesadosA poluição por metais é uma preocupação para a saúde dos ambientes marinhos devido a ampla aplicabilidade, e o Callinectes danae é uma das espécies de caranguejos recomendadas como biomonitor ambiental, capaz de fornecer respostas biológicas em áreas contaminadas. O cobalto é um metal essencial em alguns processos celulares e, como não é regulado nos crustáceos decápodes, pode biomagnificar ou bioacumular na cadeia trófica. O tecido branquial é o primeiro órgão em contato com poluentes externos. Assim, a (Na+, K+)-ATPase branquial pode ser usada como sistema modelo na investigação dos efeitos tóxicos de íons metálicos. Esse trabalho faz parte da linha de pesquisa \"(Na+, K+)-ATPase como marcador molecular da adaptação dos crustáceos a ambientes de diferentes salinidades\" e tem como objetivo avaliar o efeito do íon cobalto na atividade K+ -fosfatase da (Na+, K+)-ATPase do tecido branquial de C. danae usando o substrato sintético p-nitrofenil fosfato. Estudos anteriores confirmam que esse substrato possui uma estrita correlação com o ATP, substrato fisiológico, na atividade da (Na+, K+)-ATPase. Além disso, a utilização desse substrato sintético resulta em procedimentos experimentais mais simples comparados ao substrato fisiológico. Os resultados obtidos nesse trabalho revelaram que o cobalto estimula a atividade K + -fosfatase da enzima em substituição ao magnésio. Entretanto, o cobalto inibe a atividade K + -fosfatase da enzima quando na presença de magnésio. Comparada com o magnésio (K0,5= 2,98 ± 0,59 mmol L-1 ) a afinidade da enzima pelo cobalto é cerca de 4 vezes maior (K0,5= 0,60 ± 0,23 mmol L-1 ). O magnésio consegue deslocar o cobalto ligado à enzima até concentrações menores que 2 mmol L-1. O cobalto não interfere na inibição da atividade K+ - fosfatase da enzima pelo sódio (IC50 ≈16 mmol L-1 ), nem a inibição pela ouabaína (KI ≈ 2 mmol L-1 ).Metal pollution is a health concern for marine environments due to its wide applicability, and Callinectes danae is one of the recommended crab species as an environmental biomonitor, capable of providing biological responses in contaminated areas. Cobalt is an essential metal in some cellular processes and, as it is not regulated in decapod crustaceans, it can biomagnify or bioaccumulate in the food chain. The gill tissue is the first organ in contact with external pollutants. Thus, gill (Na+, K+)-ATPase can be used as a model system to investigate the toxic effects of metal ions. This work is part of the research line \"(Na+, K+)-ATPase as a molecular marker of crustacean adaptation to different salinity environments\" and aims to evaluate the effect of cobalt ion on the K+ -phosphatase activity of (Na+, K+)-ATPase from C. danae gill tissue using the synthetic substrate p-nitrophenyl phosphate. Previous studies confirm that this substrate has a strict correlation with ATP, the physiological substrate, in (Na+, K+)-ATPase activity. Furthermore, the use of this synthetic substrate results in simpler experimental procedures compared to the physiological substrate. The results obtained in this work revealed that cobalt stimulates the K+ -phosphatase activity of the enzyme in place of magnesium. However, cobalt inhibits the enzyme\'s K+ -phosphatase activity when in the presence of magnesium. Compared with magnesium (K0.5= 2.98 ± 0.59 mmol L-1 ) the affinity of the enzyme for cobalt is about 4 times higher (K0.5= 0.60 ± 0.23 mmol L-1 ). Magnesium can displace enzyme-bound cobalt to concentrations less than 2 mmol L-1. Cobalt does not interfere with the inhibition of the enzyme\'s K+ -phosphatase activity by sodium (IC50 ≈ 16 mmol L-1 ), nor the inhibition by ouabain (KI ≈ 2 mmol L-1 ).Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPLeone, Francisco de AssisCosta, Maria Izabel Cardoso da2022-09-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-07102022-075042/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-11-22T17:19:06Zoai:teses.usp.br:tde-07102022-075042Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-11-22T17:19:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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