Қой мен тауық бауырындағы ксантинокидаза ферментінің әртүрлі температурада нитратты нитритке айналдыратын қабілеті
Бұрын сиыр сүтінен өте таза күйінде бөлініп алынған ксантиноксидаза ферменті нитратты (NO3−) өте белсенді түрде нитритке (NO2−) айналдыратыны алғаш рет көрсетілген болатын (Аликулов және т.б., 1980).
Өсімдіктер мен микроорганизмдер нитратты азот көзі ретінде сіңіргенде, оны нитратредуктаза (құрамында молибдені бар арнайы фермент) нитритке дейін тотықсыздандырады. Ал нитрит одан әрі аммонийге айналып, организмде синтезделетін белоктар, нуклеин қышқылдары және басқа да маңызды қосылыстардың құрамына кіреді.
Маңызды ерекшелік: жануарларда классикалық «нитратпен қоректенуге» бейімделген нитратредуктаза жүйесі жоқ, өйткені жануарлар нитратты негізгі қоректік азот көзі ретінде пайдалана алмайды. Соған қарамастан, жануар тіндеріндегі кейбір молибденді ферменттер нитратты нитритке айналдыра алатыны кейінірек анықталды.
Нитрат неге қауіпті болуы мүмкін?
1) Метгемоглобинемия қаупі
Нитраттың өзі көп жағдайда айқын уытты емес екені көрсетілген. Бірақ ол нитритке айналғанда қауіп күрт артады: нитрит гемоглобиннің активті орталығындағы темір атомымен белсенді әрекеттесіп, метгемоглобин түзеді. Нәтижесінде гемоглобин оттегіні тасымалдау қабілетін жоғалтады да, ұлпаларда оттегі тапшылығы пайда болады.
Бұл улану түрі метгемоглобинемия деп аталады және ол тұншығуға дейін әкелуі мүмкін. Әсіресе нәрестелер мен өте жас балалар үшін аса қауіпті.
2) Нитрозаминдердің түзілуі
Барлық тірі организмдерде зат алмасу нәтижесінде біріншілік аминдер тұрақты түрде түзіледі (мысалы: путресцин, кадаверин, спермидин, триптамин және т.б.). Нитрит олармен оңай байланысып, нитрозаминдер түзеді.
Қазіргі мәліметтер бойынша нитрозаминдер өте күшті канцерогендер екені дәлелденген. Олар ағзада ұзақ сақталып, қатерлі ісік жасушаларының түзілуіне ықпал етуі мүмкін.
Қорытынды логика: мәселе нитраттың өзінде ғана емес, оның жануар (немесе адам) организмінің ішінде нитритке айналу мүмкіндігінде.
Зерттеу нысаны: қой мен тауық бауырының молибденді ферменттері
Нитраттың қауіпті мөлшерде организмге түсуі көбіне тағамдық көкөністермен және ішетін сумен байланысты. Сондықтан нитриттің жануар организмінің ішінде пайда болу жолдарын түсіндіру ерекше маңызды. Осы тұрғыдан біз үй малы мен үй құстарының бауырындағы молибденді ферменттердің нитратты нитритке айналдыра алу қабілетін зерттеуді өзекті мәселе деп қарастырдық.
Бұрын қолданылған әдістерге сүйене отырып (Аликулов және т.б., 1980), бауыр экстрактындағы әртүрлі молибдоферменттердің нитратты нитритке айналдыру активтігі табиғи электрон донорлары (субстраттары) қатысында бағаланды.
Нәтиже: нитратты нитритке айналдыратын фермент — ксантиноксидаза
Әртүрлі субстраттар қатысындағы активтілік
Төмендегі деректер бауыр экстрактының өздігінен нитратты нитритке айналдыра алмайтынын көрсетеді. Сонымен бірге, альдегидоксидаза (ацетальдегид) және сульфитоксидаза (сульфат) субстраттары қосылғанда да нитрит түзілмеді. Ал ксантиноксидаза субстраты — гипоксантин берілгенде нитриттің айқын түзілуі байқалды.
| Мал түрі | Тек NO3− | NO3− + гипоксантин | NO3− + ацетальдегид | NO3− + сульфат |
|---|---|---|---|---|
| Қой | 0,0 | 25,7 | 0,0 | 0,0 |
| Тауық | 0,0 | 17,3 | 0,0 | 0,0 |
Түйін: үй жануарларының бауырындағы молибдоферменттердің ішінде нитратты нитритке айналдыруға қабілетті негізгі фермент — ксантиноксидаза. Қойдың ксантиноксидазасының активтігі тауықтікіне қарағанда жоғары.
Температура әсері: ең жоғары белсенділік физиологиялық аймақта
Әртүрлі температурада нитрит түзілуі
Тәжірибелер ксантиноксидаза нитратты ең көп мөлшерде шамамен 35–40°С аралығында нитритке айналдыратынын көрсетті. Температура 45°С-тан жоғары көтерілгенде бұл активтілік күрт төмендеп, жоғарырақ мәндерде толық жойылады.
| Температура, °C | Қой | Тауық |
|---|---|---|
| 10 | 6,3 | 3,6 |
| 20 | 17,4 | 9,4 |
| 30 | 25,7 | 15,8 |
| 35 | 45,4 | 30,2 |
| 40 | 42,7 | 27,8 |
| 45 | 26,5 | 13,2 |
| 50 | 12,4 | 7,8 |
| 55 | 8,7 | 3,5 |
| 60 | 0,8 | 0,4 |
| 65 | 0,0 | 0,0 |
Ескерту: кестедегі мәндер — көрсетілген температурада 1 минут ішінде бауыр экстракты түзген нитрит мөлшері (нмоль).
рН әсері: оптимум — бейтарап ортаға жақын
Әртүрлі рН-та нитраттың нитритке айналуы
Қой мен тауық бауырындағы ксантиноксидаза нитратты ең көп мөлшерде рН 7,0 мәнінде нитритке айналдырады. Бұл көрсеткіш ферменттің физиологиялық жағдайларға (организм рН-ы мен температурасына) жақын ортада белсенді екенін білдіреді.
| Жануар түрі | pH 5,0 | pH 5,5 | pH 6,0 | pH 6,5 | pH 7,0 | pH 7,5 | pH 8,0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Қой | 1,2 | 4,7 | 11,2 | 15,3 | 25,6 | 22,5 | 17,4 |
| Тауық | 0,4 | 1,6 | 4,3 | 8,6 | 15,8 | 12,3 | 8,6 |
Жалпы қорытынды: өсімдікпен қоректенетін үй малы да, үй құсы да физиологиялық жағдайда (дене температурасы мен орта рН-ы шегінде) нитратты оңай нитритке айналдыра алады.
Практикалық мәні: нитратпен ластанған су — қосарланған қауіп
Егер үй малдары мен құстары ішетін су нитратпен ластанса, нитрат организм ішінде нитритке айналып, жануардың өзі үшін де, сондай-ақ сол өнімдерді (ет және т.б.) тұтынатын адам үшін де тәуекел тудыруы мүмкін.
Неге қойда активтілік жоғары?
Әдеби деректерге талдау, су өсімдіктерімен көбірек қоректенетін жануарларда молибденді ферменттердің, әсіресе ксантиноксидаза мен альдегидоксидазаның активтілігі құстармен салыстырғанда жоғары болатынын көрсетеді.
Рационның биохимиялық салдары
Өсімдіктерде, әсіресе сулы өсімдіктерде, жануарлар үшін «бөтен» әрі биологиялық белсенді (кейде уытты) қосылыстар көп болуы мүмкін. Оларды биотрансформациялау үшін күшті тотықтырғыш ферменттердің активтілігі жоғары болуы ықтимал. Ал тауық көбінесе құрғақ дәнді дақылдармен қоректенетіндіктен, оның молибдоферменттерінің активтілігі салыстырмалы түрде төмен болуы мүмкін.
Пайдаланылған әдебиеттер
- Аликулов З., Львов Н.П., Кретович В.Л. (1980). Нитрат- және нитритредуктазалық активтілік: сүт ксантиноксидазасы. Биохимия, 45(9), 1714–1719.
- Аликулов З., Львов Н.П., Кретович В.Л. (1983). Сүт ксантиноксидазасының нитратредуктазалық активтілігі туралы. Биологиялық молибденнің рөлі. Мәскеу: Наука, 45–49.
- Alikulov Z., Appelbaum S. (2000). Prospects and promises of study on molybdoenzymes in fish. Известия Евразийского государственного университета им. Л.Н. Гумилева, 4, 74–79.
Автор туралы мәлімет: Утеуова Инкар Адилхановна, ЕҰУ, Астана, Қазақстан. Байланыс: Sanny_Danek.