ВПЛИВ ТІАМІНУ ТА ЙОГО КАТАБОЛІТІВ НА ВЕЛИЧИНУ ЕЛЕКТРОФОРЕТИЧНОЇ РУХЛИВОСТІ ТА ζ-ПОТЕНЦІАЛУ ДРІЖДЖІВ SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Автор(и)

  • О. К. Будняк Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра молекулярної біології, біохімії та генетики, Україна https://orcid.org/0000-0002-8256-4664
  • С. С. Чернадчук Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра молекулярної біології, біохімії та генетики, Україна https://orcid.org/0000-0003-3109-7418
  • А. В. Сорокін Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра молекулярної біології, біохімії та генетики, Україна https://orcid.org/0000-0002-9151-6488
  • С. А. Петров Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра молекулярної біології, біохімії та генетики, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/2077-1746.2023.1(52).284681

Ключові слова:

електрофоретична рухливість, ζ-потенціал, тіамін, катаболіти, Saccharomyces cerevisiae

Анотація

Проблема. Вважається, що суспензії дріжджових клітин більш стабільні за умов збільшення негативного заряду їх клітинної поверхні, що може контролюватися рівнем ζ-потенціалу, або електрофоретичної рухливості. Відомо, що тіамін є стимулятором росту дріжджів, але вплив вітаміну В1 та його катаболітів на стан дріжджових мембран не досліджено.

Мета. Визначити вплив різних концентрацій тіаміну, тіаміндисульфіду, 4-метил-5-β-оксиетилтіазолу та тіохрому на величину ζ-потенціалу та електрофоретичну рухливість у Saccharomyces cerevisiae.

Методика. Визначення електрофоретичної рухливості та ζ-потенціалу проводили за допомогою установки для мікроелектрофорезу, де за допомогою мікроскопу спостерігали рух дріжджових клітин уздовж камери Горяєва та визначали за який час (сек) клітини пройдуть шлях, рівний боку квадрата в камері. Параметри: напруга в ланцюзі – 100 В, відстань між електродами – 2 см, шлях, пройдений дріжджовими клітинами – 0,02 см (контрольна проба). В дослідні проби за 15 хвилин до вимірів до суспензії дріжджів додавали тіамін та його катаболіти у кінцевих концентраціях 1, 5, 10 мкмоль.

Основні результати. Інкубація дріжджів із тіаміном, який додавали в середовище у концентраціях 5 та 10 мкмоль підвищувала показники ζ-потенціалу та електрофоретичної рухливості, відповідно, у 2,75 та 1,84 рази у порівнянні з контролем. Тіаміндисульфід, у концентрації 10 мкмоль, підвищував показники, що вивчались у 2,61 рази, а тіохром у концентрації 1 мкмоль – у 4,26 разів у порівнянні з контролем. Додання у середовище 4-метил-5-β-оксиетилтіазолу у концентрації 1 та 5 мкмоль також викликало підвищення показників, відповідно, у 1,43 та 1,24 рази у порівнянні з контролем.

Висновки. Тіамін і його метаболіти збільшували електрофоретичну рухливість і ζ-потенціал дріжджових клітин. Тіаміндисульфід і тіамін підвищували рівень показників, що вивчалися, при концентраціях, відповідно 10 мкмоль, та 5 і 10 мкмоль за рахунок підсилення окисних процесів у клітинах дріжджів, а тіохром і 4-метил-5β-оксиетилтіазол діяли при концентраціях, відповідно, 1 мкмоль, та 1 і 5 мкмоль, очевидно,  за рахунок взаємодії з гідрофобними кишенями білків.

Посилання

  1. Mezhenska O. O. (2021) Novel protein targets of thiamine and its derivates in nervous tissue [Novi proteinovi misheni dii tiaminu i yoho pokhidnykh v nervovii tkanyni: avtoref. dys. na zdobuttia nauk. stupenia, kand. biol. nauk: 03.00.04 Biokhimiia], Kyiv, 24 p.
  2. Parkhomenko Yu. M., Stepuro I. I., Donchenko G. V., Stsiapura V. I. (2012) Oxidized derivatives of thiamine: formation, properties, biological role, Ukr. Biochem.J., 84(6), pp. 5–24. http://ua.ukrbiochemjournal.org/2016/05/okysleni-pohidni-tiaminu-utvorennya-vlastyvosti-biolohichna-rol.html
  3. Prylutskyi Yu. I., Ilchenko O. V., Tsymbaliuk O. V., Kosterin S. O. (2017) Statistical methods in biology: tutorial[Statystychni metody v biolohii: pidruch.], Kyiv: Nauk. dumka, 216 р.
  4. Bowen W. R., Sabuni H. A., Ventham T. J. (1992) Studies of the cell-wall properties of Saccharomyces cerevisiae during fermentation, Biotechnology and Bioengineering, 40, pp. 1309–1318. https://doi.org/10.1002/bit.260401104
  5. Dengis P. B., Rouxhet P. G. (1997) Surface properties of top- and bottom-fermenting yeast, Yeast, 1(13), pp. 931–943. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0061(199708)13:10%3C931::AID-YEA149%3E3.0.CO;2-T
  6. Klis F. M., Mol P., Hellingwerf K., Brul S. (2002) Dynamics of cell wall structure in Saccharomyces cerevisiae, FEMS Microbiol Rev., 26(3), pp. 239–56. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2002.tb00613.x PMID: 12165426
  7. Lavaisse L. M., Hollmann A., Nazareno M. A., Disalvo E. A. (2019) Zeta potential changes of Saccharomyces cerevisiae during fermentative and respiratory cycles, Colloids Surf B Biointerfaces, 1(174), pp. 63–69. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.11.001 Epub 2018 Nov 3. PMID: 30439639
  8. Parkhomenko Y. M., Pavlova A. S., Mezhenskaya O. A. (2016) Mechanisms responsible for the high sensitivity of neural cells to vitamin B1 deficiency, Neurophysiology, 48, pp. 429–448. https://doi.org/10.1007/s11062-017-9620-3
  9. Ribeiro R. A., Bourbon-Melo N., Sá-Correia I. (2022) The cell wall and the response and tolerance to stresses of biotechnological relevance in yeasts, Front Microbiol, 13, 953479. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.953479 PMID: 35966694; PMCID: PMC9366716.
  10. Sambon M., Wins P., Bettendorff L. (2021) Neuroprotective effects of thiamine and precursors with higher bioavailability: focus on benfotiamine and dibenzoylthiamine, Int J Mol Sci., 22(11), pp. 5418. https://doi.org/10.3390%2Fijms22115418
  11. Serrano-Lotina A., Portela R., Baeza P., Alcolea-Rodriguez V., Villarroel M., Ávila P. (2022) Zeta potential as a tool for functional materials development, Catalysis Today. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2022.08.004

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-16

Як цитувати

Будняк, О. К., Чернадчук, С. С., Сорокін, А. В., & Петров, С. А. (2023). ВПЛИВ ТІАМІНУ ТА ЙОГО КАТАБОЛІТІВ НА ВЕЛИЧИНУ ЕЛЕКТРОФОРЕТИЧНОЇ РУХЛИВОСТІ ТА ζ-ПОТЕНЦІАЛУ ДРІЖДЖІВ SACCHAROMYCES CEREVISIAE. Вісник Одеського національного університету. Біологія, 28(1(52), 9–16. https://doi.org/10.18524/2077-1746.2023.1(52).284681

Номер

Том 28 № 1(52) (2023)

Розділ

БІОФІЗИКА

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.