Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНОЦИСТИНА НА АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МИКРОВОДОРОСЛИ ХЛОРЕЛЛА'

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНОЦИСТИНА НА АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МИКРОВОДОРОСЛИ ХЛОРЕЛЛА Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
133
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
хлорелла / аминокислоты / антиоксиданты / L-селеноцистин / кулонометрия / chlorella / amino acids / antioxidants / selenocystin / coulometry

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — О Е. Князева, И Я. Моисеева, А В. Кузнецова, П А. Полубояринов

Селен — эссенциальный жизненно необходимый микроэлемент. Гибкий метаболизм и уникальная способность микроводоросли хлорелла биотрансформировать и накапливать микроэлементы открывает возможности использования хлореллы для получения обогащенных селеном субстанций. При выборе оптимальной формы селена для биофортификации следует учитывать токсичность и безопасность соединений. В этой связи использование аминокислоты L-селеноцистина представляется более перспективным по сравнению с традиционными неорганическими селенитами и селенатами. Исследование влияния L-селеноцистина на аминокислотный состав биомассы микроводоросли хлореллы и обоснование возможности его использования как источника селена для биофортификации. Микроводоросль хлореллу культивировали в питательной среде с добавлением L-селеноцистина (0,25, 0,025 и 0,0025 мг селена/л), отделяли биомассу и после кислотного гидролиза определяли содержание 13 аминокислот методом капиллярного электрофореза. Антиоксидантную активность аминокислот оценивали кулонометрически. При добавлении L-селеноцистина в концентрации 0,25 мг Se/л общее содержание аминокислот в биомассе хлореллы увеличивалось на 23 %, наиболее значимо активировалась продукция аминокислот высокой концентрации — аргинина — на 30,4 %, аланина — 26,6 %, валина — 19,7 % и лизина — 31,1 %. Антиоксидантная аминокислотная активность увеличивалась на 20 %. При внесении L-селеноцистина (0,025 мг Se/л) на 6 % увеличивалось общее содержание аминокислот, гистидина (31,5 %), антиоксидантная активность возрастала на 8 %. В концентрации 0,0025 мг Se/л селеноцистин не оказывал существенного влияния на продукцию аминокислот хлореллы. Дозозависимая стимуляция L-селеноцистином продукции аминокислот хлореллы, а также отсутствие способности ингибировать их биосинтез создает перспективы использования L-селеноцистина как потенциального источника микроэлемента селена для биофортификации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — О Е. Князева, И Я. Моисеева, А В. Кузнецова, П А. Полубояринов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF SELENOCYSTIN ON THE AMINO ACID COMPOSITION OF MICROALGAE CHLORELLA

Selenium is essential for life micro-element. Chlorella microalgae can be a vector to accumulate and transform selenium into suitable biochemicals, natural products with pharmaceutical potential. Different selenium compounds can be applied for cultures in order to obtain selenium-enriched plant pharmaceutical substances. As for safety and bioavailability selenorganic substances seems to be more promising then inorganic selenites and selenates. The aim was to investigate the effect of L-selenocystin on the chlorella amino acid composition is related to assess the potential of selenocystin as a source of selenium for biofortification. Microalgae chlorella were cultured in media with L-selenocystin (0,25, 0,025 and 0,0025 mg selenium/l). We quantitativelyexamined the amounts of aminoacids in chlorella biomass by capillary electrophoresis as well as antioxidant activity of protein amino acids coulometrically. With the addition of L-selenocystin at a concentration of 0,25 mg Se/l, the total amino acid content in the chlorella biomass increased by 23 %, the production of high-concentration amino acids — arginine, 30,4 %, alanine — 26,6 %, valine — 197 % and lysine — 31,1 % — were most significantly activated. Amino acids antioxidant capacity increased by 20 %. With the addition of L-selenocystin (0,025 mg Se/l), the total amino acid content increased by 6 %, histidine (31,5 %), antioxidant activity increased by 8 %. At 0,0025 mg Se/L, selenocystin had no significant effect on chlorella amino acid production. L-selenocystin dose-dependent stimulation of chlorella amino acid production, together with inability to inhibit their biosynthesis, provide opportunities for the use of L-selenocystin as a promising selenium source inbiofortification.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНОЦИСТИНА НА АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МИКРОВОДОРОСЛИ ХЛОРЕЛЛА»

УДК 579 DOI: 10.24412/1816-1863-2023-1-6-12

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНОЦИСТИНА НА АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МИКРОВОДОРОСЛИ ХЛОРЕЛЛА

О. Е. Князева, старший преподаватель ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», [email protected], Пенза, Россия,

И. Я. Моисеева, д-р мед. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», [email protected], Пенза, Россия,

А. В. Кузнецова, канд. хим. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», [email protected], Пенза, Россия, П. А. Полубояринов, канд. сел.-хоз. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», [email protected], Пенза, Россия

Селен — эссенциальный жизненно необходимый микроэлемент. Гибкий метаболизм и уникальная способность микроводоросли хлорелла биотрансформировать и накапливать микроэлементы открывает возможности использования хлореллы для получения обогащенных селеном субстанций. При выборе оптимальной формы селена для биофортификации следует учитывать токсичность и безопасность соединений. В этой связи использование аминокислоты Z-селено-цистина представляется более перспективным по сравнению с традиционными неорганическими селенитами и селенатами. Исследование влияния Z-селеноцистина на аминокислотный состав биомассы микроводоросли хлореллы и обоснование возможности его использования как источника селена для биофортификации. Микроводоросль хлореллу культивировали в питательной среде с добавлением Z-селеноцистина (0,25, 0,025 и 0,0025 мг селена/л), отделяли биомассу и после кислотного гидролиза определяли содержание 13 аминокислот методом капиллярного электрофореза. Антиоксидантную активность аминокислот оценивали кулонометрически. При добавлении Z-селеноцистина в концентрации 0,25 мг Se/л общее содержание аминокислот в биомассе хлореллы увеличивалось на 23 %, наиболее значимо активировалась продукция аминокислот высокой концентрации — аргинина — на 30,4 %, аланина — 26,6 %, валина — 19,7 % и лизина — 31,1 %. Антиоксидантная аминокислотная активность увеличивалась на 20 %. При внесении Z-селеноцистина (0,025 мг Se/л) на 6 % увеличивалось общее содержание аминокислот, гистидина (31,5 %), антиоксидантная активность возрастала на 8 %. В концентрации 0,0025 мг Se/л селеноцистин не оказывал существенного влияния на продукцию аминокислот хлореллы. Дозозависимая стимуляция Z-селеноцистином продукции аминокислот хлореллы, а также отсутствие способности ингибировать их биосинтез создает перспективы использования Z-селеноцистина как потенциального источника микроэлемента селена для биофортификации.

Selenium is essential for life micro-element. Chlorella microalgae can be a vector to accumulate and transform selenium into suitable biochemicals, natural products with pharmaceutical potential. Different selenium compounds can be applied for cultures in order to obtain selenium-enriched plant pharmaceutical substances. As for safety and bioavailability selenorganic substances seems to be more promising then inorganic selenites and selenates. The aim was to investigate the effect of Z-selenocystin on the chlorella amino acid composition is related to assess the potential of selenocystin as a source of selenium for biofortification. Microalgae chlorella were cultured in media with Z-selenocystin (0,25, 0,025 and 0,0025 mg selenium/l). We quantitativelyexamined the amounts of aminoacids in chlorella biomass by capillary electrophoresis as well as antioxidant activity of protein amino acids coulometrically. With the addition of Z-selenocystin at a concentration of 0,25 mg Se/l, the total amino acid content in the chlorella biomass increased by 23 %, the production of high-concentration amino acids — arginine, 30,4 %, alanine — 26,6 %, valine — 197 % and lysine — 31,1 % — were most significantly activated. Amino acids antioxidant capacity increased by 20 %. With the addition of Z-selenocystin (0,025 mg Se/l), the total amino acid content increased by 6 %, histidine (31,5 %), antioxidant activity increased by 8 %. At 0,0025 mg Se/L, selenocystin had no significant effect on chlorella amino acid production. Z-sele-nocystin dose-dependent stimulation of chlorella amino acid production, together with inability to inhibit their biosynthesis, provide opportunities for the use of Z-selenocystin as a promising selenium source in-biofortification.

Ключевые слова: хлорелла, аминокислоты, антиоксиданты, Z-селеноцистин, кулонометрия. 6 Keywords: chlorella, amino acids, antioxidants, selenocystin, coulometry.

Введение

Селен — эссенциальный жизненно необходимый микроэлемент. Действие селена дозозависимо, при низких концентрациях он участвует в регуляции важных функций клеток, обеспечивает их жизнеспособность, может активировать иммунную систему [1—3]. При сбалансирован -ном рационе питания селен поступает в организм человека с пищей в виде органических соединений — селенометиони-на, селеноцистеина и селеносодержащих аминокислот. По д анным Института питания, около 80 % населения России имеют недостаточную обеспеченность селеном, так как в почвах большинства территорий России содержание селена чрезвычайно мало — от 0,03 до 0,3 мг/кг. Кроме того, соединения селена характеризуются относительно низкой биодоступностью [4—6].

Для восполнения дефицита селена целесообразно использование биологически активных добавок, а также обогащенных селеном пищевых продуктов. В поисках решения проблемы оптимизации селенового статуса сложным и нерешенным до сих пор вопросом является выбор оптимальной формы селена, которая должна обладать низкой токсичностью и высокой биодоступностью, быть физически и химически совместимой с витаминами и другими компонентами пищи, являться естественным участником метаболизма аминокислот, а также обеспечивать наличие обменного пула в организме и максимально проявлять уникальные антиокси-дантные свойства.

В этой связи крайне актуальным представляется исследование и разработка функциональных продуктов питания с повышенным содержанием селена и ан-тиоксидантов. Обогащение селеном растительных сельскохозяйственных культур ипродуктов растениеводства (биофортификация) рассматривается как наиболее эффективный способ оптимизации селенового статуса населения [7]. Уникальная способность микроводоросли хлорелла аккумулировать неорганические соединения и активно синтезировать белки, углеводы, жиры, витамины определили эту группу фототрофных организмов как один из многообещающих источников биологически активных соединений. В зависи-

мости от условий культивирования и влияния различных добавок содержание белка, углеводов и других компонентов в биомассе хлореллы может изменяться [8].

Для биофортификации растений обычно используются неорганические растворимые в воде соли селена (селенитилисе-ленат натрия). Недостатком таких продуктов является широкая вариабельность содержания поглощенного и биотранс -формированного селена, так как захват селена живыми организмами зависит от параметров культивирования (температуры и рН среды, состава питательных сред, почв и т. д.) [9]. Это может приводить к проблемам с дозированием, стандартизацией препаратов, мониторингом эффективности.

Использование органических селенсо-держащих соединений для биофортификации представляется более перспективным. Х-селеноцистин — окисленная форма Х-селеноцистеина, которая кодируется терминирующим код оном ИОЛ при условии, что за ним следует особая последовательность нуклеотидов [10]. Селеноцисте-ин входит в состав активного центра глу-татионпероксидаз, ферментов, компонентов антиоксидантной системы организма, а также селенопротеинов. Х-селеноцистин перспективный источник микроэлемента селена, универсального адаптогена и стимулятором роста, который влияет на общий метаболизм микроводоросли [11].

Нами был разработан синтез Х-селено-цистина (БесБес) [12], и представлялось интересным исследование его свойств и возможности применения как источника селена.

Целью исследования являлось исследование влияния Х-селеноцистина на аминокислотный состав биомассы хлореллы (накопление белковых аминокислот и аминокислот антиоксид антов).

Модели и методы

В работе использовали: набор белковых аминокислот (Sigma-Aldrich ЬЛЛ21) и Х-селеноцистин, синтезированный по методике [12].

Планктонный штамм микроводоросли СМоге11ауи^ап8 ИФР № С-111 культивировали в фотобиореакторе (объем 1 л).

О)

о

О -1

7

IK

О (Г)

Растворы для питательной среды готовились согласно ТУ 9291-003-12001826—051.

Х-селеноцистин добавляли в биореактор на 2 сутки культивирования в растворе 0,1 М HCl в трех концентрациях из расчета 0,25, 0,025 и 0,0025 мг селена/л культу-ральной жидкости. В контрольные пробы селеноцистин не добавляли. На 4 сутки биомассу хлореллы отделяли центрифугированием (3000 об. мин, 3 мин) и высушивали в сушильном шкафу (55 °C).

Аминокислотный состав сухой биомассы определяли после кислотного гидролиза (около 0,1 г биомассы, 10 мл 6М HCl, 16 ч, 110 °С). Гидролизаты обрабатывали фенилизотиоцианатом (ФИТЦ) в щелочной среде и анализировали полученные ФТК-производные методом капиллярного электрофореза («Капель 105 М», детектор спектрофотометрический, 254 нм)2.

Антиоксид антную активность аминокислот определяли на кулонометрическом анализаторе «Эксперт-006» [13]. Электрогенерацию брома проводили из водных 0,2 М растворов KBr в 0,1 М H2SO4 при силе тока 5,0 мА. Антиоксидантную активность аминокислот определяли, как количество электричества (Кл), затрачен -ного на титрование 10 мкмоль вещества.

Результаты и обсуждение

Растения обладают уникальными способностями аккумуляции селена, и его превращения в селенсодержащий белок как более предпочтительную форму снабжения организма селеном исключительно. Известно, что биологическое д ействие селена дозозависимо. При низких концентрациях селен — один из ключевых элементов функционирования антиокси-дантной системы, при повышенных концентрациях селен является сильнейшим токсикантом, способен генерировать активные формы кислорода, вызывать повреждение ДНК и гибель клеток [14].

Целью исследования является вопрос влияния селеноцистина на аминокислотный состав микроводоросли хлореллы.

500

8

1 ТУ 9291-003-12001826—05. Техническая инструкция на производство суспензии хлореллы—альголизанта водоемов. — Пенза: НУ НИИ «Альгобиотехнологии», 2005.

2 Методика М-04-38-2009. Определение протеиногенных аминокислот в комбикормах и в сырье.

Контроль Sec Sec Sec Sec Sec Sec Control 0,25 мг/л 0,025 мг/л 0,0025 мг/л Se Se Se

Рис. 1. Влияние селеноцистина на общую продукцию аминокислот в биомассе хлореллы

В работе исследовано влияние Х-селе-ноцистина на белковый метаболизм хлореллы. В качестве показателей использовали оценку действия разных концентраций Х-селеноцистина на общую продукцию аминокислот, накопление незаменимых аминокислот и аминокислот антиоксидан-тов. В эксперименте определяли 13 белковых аминокислот, в том числе шесть незаменимых (табл. 1).

Добавление селеноцистина в питательную среду при выращивании хлореллы способствует значительному (на 23 %) увеличению общего количества аминокислот только в опытах с наиболее высокой концентрацией селена 0,25 мг Бе/л (рис. 1).

При более низких концентрациях се-леноцистина (0,025 мг Бе/л) суммарное содержание аминокислот увеличивалось лишь на 6 %, эффекта внесения Х-селено-цистина в концентрации 0,0025 мг Бе/л не отмечалось.

Жизнедеятельность хлореллы зависит от пула аминокислот, сбалансированного по каждой из них в зависимости от потребностей клетки. По содержанию в биомассе хлореллы аминокислоты были разделены на три группы:

— содержатся в высокой концентрации (более 30 мг/г биомассы): аланин, незаменимые аминокислоты — валин, треонин, а также смесь лейцина + изолейцина, а также глицин и незаменимый для детей аргинин;

— содержатся в средней концентрации (от 20 до 30 мг/г): незаменимые аминокислоты — лизин и фенилаланин, а также серин и пролин;

— в третью группу аминокислот (менее 20 мг) входят тирозин, метионин и незаменимый для детей гистидин.

Обнаружено, что д обавление Х-селено-цистина как источника селена при культивировании хлореллы оказывает влияние на белковый метаболизм микроводоросли. В эксперименте с максимальной добавкой Х-селеноцистина (0,25 мг/л, Se) отмечалось наиболее выраженное увеличение содержания аминокислот высокой концентрации — аргинина, аланина, вали-на (на 30,4, 26,6 и 19,7 % соответственно), также Х-селеноцистин способствовал увеличению количества аминокислот средней концентрации — фенилаланина, лизина и серина, причем отмечено активное накопление лизина (31,1 % по сравнению с контролем) — незаменимой аминокислоты, недостаток которой отмечается в растительных белках. Количество аминокислот третьей группы также значительно увеличивалось (метионин — на 21,3 %, гистидин — на 40,3 %).

Селен часто относят к ультрамикроэлементам, представлялось интересным исследовать влияние более низких концентраций селена продукцию аминокис-

лот хлореллы. При культивировании хлореллы в присутствии Х-селеноцистинана порядок более низкой концентрации (0,025 мг/л, Se) также наблюдали увеличение накопления аминокислот, однако это влияние было менее выражено. Продукция аминокислот первой и второй группы увеличивалась на 4—7 %, отмечалась выраженная стимуляция продукции гисти-дина (на 31,5 %).

В экспериментах с низкой концентрацией Х-селеноцистина (0,0025 мг/л, Se) значимых отличий в накоплении отдельных аминокислот по сравнению с контролем не наблюдали.

Незначительно снизилось содержание валина и пролина, и увеличилось содержание гистидина.

Ценность белкового состава биомассы хлореллы определяется как общим содержанием белка, так и балансом незаменимых аминокислот. Для взрослого ч еловека незаменимыми являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Низкая ценность растительных белков часто связана с небольшим содержанием в них отдельных незаменимых аминокислот

Таблица 1

Содержание белковых аминокислот в биомассе хлореллы, культивированной в присутствии Х-селеноцистина

Варианты

Аминокислота Контроль ЗгсЗгс ЗгсЗгс ЗгсЗгс

0,25 мг/л 8г 0,025 мг/л 8г 0,0025 мг/л Se

Содержание аминокислоты в сухой биомассе хлореллы, мг/г

1 группа

Аланин 49,7 ± 1,3 62,9 ± 1,6 51,9 ± 1,4 49,6 ± 1,3

Валин* 39,0 ± 1,6 46,7 ± 1,9 40,4 ± 1,6 37,6 ± 1,5

Треонин* 35,2 ± 1,4 41,9 ± 1,7 37,2 ± 1,5 34,4 ± 1,4

Лейцин + Изолейцин* 34,8 ± 0,9 42,8 ± 1,1 36,5 ± 0,9 34,2 ± 0,9

Глицин 34,3 ± 1,2 44,9 ± 1,5 36,9 ± 1,3 35,1 ± 1,2

Аргинин** 31,5 ± 1,3 41,1 ± 1,6 33,5 ± 1,3 31,1 ± 1,3

2 группа

Лизин* 28,3 ± 0,9 37,1 ± 1,3 28,1 ± 0,8 28,3 ± 0,8

Фенилаланин* 25,1 ± 0,7 29,1 ± 0,9 26,2 ± 0,8 24,5 ± 0,7

Серин 27,2 ± 0,7 34,1 ± 0,9 28,9 ± 0,8 26,8 ± 0,7

Пролин 27,4 ± 0,7 29,9 ± 0,8 29,3 ± 0,8 26,1 ± 0,7

3 группа

Тирозин 18,5 ± 0,6 22,0 ± 0,7 20,0 ± 0,6 18,1 ± 0,5

Метионин* 10,8 ± 0,4 13,1 ± 0,4 12,2 ± 0,4 10,6 ± 0,4

Гистидин** 5,7 ± 0,3 8,0 ± 0,4 7,5 ± 0,4 6,9 ± 0,3

Всего: 367,5 453,6 388,6 363,3

* — незаменимые аминокислоты;

9

** — незаменимые для детей аминокислоты.

О

(главным образом лизина и метионина). При выращивании хлореллы в среде с добавлением селеноцистина (0,25 мг/л, Бе) суммарное накопление незаменимых аминокислот в биомассе составило 210,7 мг/г, а вместе с незаменимыми для детей 259,7 мг/г, что превосходило контроль на 21,7 и 21,5% соответственно. Внесение селеноцистина в меньшей концентрации (0,025 мг/л, Бе) увеличивало продукцию незаменимых аминокислот на 4—5 %, при внесении ультранизких добавок селено -цистина изменения в аминокислотном составе биомассы не наблюдали.

Влияние селеноцистина на антиокси-дантную аминокислотную активность хлореллы.

Так как биологическая роли селена обусловлена его участием в работе анти-оксидантной системы, представлялось интересным исследовать влияние Х-селено-цистина на содержание белковых аминокислот хлореллы, проявляющих антиок-сидантную активность.

Антиоксидантную активность индивидуальных аминокислот оценивали куло-нометрическим методом с электрогенери-рованным бромом в качестве титранта-окислителя (рис. 2).

Обнаружено, что из 22 протеиноген-ных аминокислот наибольшей антиокси-дантной активностью (АОА) обладают пять аминокислот. Лидирует цистин, далее следуют триптофан, Х-селеноцис-

Аминокислоты антиоксиданты Цистин Триптофан Селеноцистин Тирозин Метионин

Аминокислоты не антиоксиданты Лейцин Алании Глутамин Серин

8 Гидроксипролин

§ Глицин

Я Глутаминовая к-та о Аргинин

Н Изолейцин

я Гистидин

" Аспарагиновая к-та а Аспарагин

§ Треонин

Пролин Фенилаланин Лизин Валин

а

к

10

Рис. 2. Антиоксидантная активность аминокислот (окислитель — электрогненрированный бром)

180 160

3

8 140 ■

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

| 1 120 - §| 100-

«ё р г 80-

« § 60-

= 40- 20-

Контроль Ь-селено-цистин, 0,25 мг

5е/л

Ь-селено- Ь-селено-

цистин, цистин,

0,025 мг 0,0025 мг

Бе/л 5!е/л

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Кулон, (0/10 мкмоль аминокислоты

Рис. 3. Антиоксидантная активность суммы аминокислот сухой биомассы хлореллы (по данным таблицы 1, количество электричества, (Q, кулон)

тин, тирозин, метионин. Следует отметить, что все они содержат окисляемые боковые радикалы. При сравнении серо-и селенсодержащих аминокислот выявлено, что цистин проявляет более высокую антиоксидантную активность (1,062 кулон, ^)/10 мкмоль аминокислоты), чем Х-селеноцистин (0,66, Q), наименее выражена антиоксидантная активность метионина (0,236, Q). Практически не проявляли антиоксидантную активность 17 проте-иногенных аминокислот (менее 0,004, Q).

Используя величины АОА аминокислот и их содержания в биомассе хлореллы, была рассчитана аминокислотная АОА биомассы хлореллы и проведена оценка влияния Х-селеноцистина на общую индукцию аминокислот-антиокси-дантов (цистин, триптофан, тирозин, ме-тионин) (рис. 3).

Добавление Х-селеноцистина в питательную среду (0,25 мг Бе/л) при культивировании хлореллы приводило к увеличению содержания аминокислот-анти-оксидантов в ее биомассе. Наибольший эффект (увеличение АОА аминокислот на 20 %) отмечался в варианте с наиболее высокой концентрацией Х-селеноцистина (0,25 мг Бе/л), средняя и низкая концентрация аминокислоты менее значительно повышали содержание аминокислот-анти-оксидантов — на 8 и 5 % соответственно.

Заключение

Таким образом, использование селе-носодержащей аминокислоты — Х-селе-

ноцистина как источника селена при культивировании хлореллы стимулирует продукцию аминокислот. Диапазон концентраций селена, оказывающий заметное влияние на продукцию аминокислот в биомассе хлореллы относительно узкий.

Добавление Х-селеноцистина в концентрации 0,25 мг Se/л при культивировании микроводоросли хлорелла способствует активации азотистого обмена: увеличению общего количества аминокислот (на 6—23 %), в т. ч. незаменимых

аминокислот (на 4—30 %), и аминокис-лот-антиоксидантов в ее биомассе. Существенной разницы между контрольным и опытными вариантами с Х-селено-цистином 0,0025 мг Se/л по содержанию аминокислот не обнаружено. Добавление Х-селеноцистина не выявило угнетающего воздействия на микроводоросль хлореллы. Х-селеноцистин может использоваться как источник микроэлемента селена для биофортификации микроводорослей.

о>

О

О -1

Библиографический список

1. Reich H. J., Hondal R. J. Why nature chose selenium // ACS Chem Biol. — 2016. — No. 11. — Р. 821—841.

2. Gunes S., Sahinturk V., Karasati P., Sahin I. K., Ayhanci A. Cardioprotective effect of selenium against cyclophosphamide-induced cardiotoxicity in rats // Biol Trace Elem Res. — 2017. — Vol. 177. — No. 1. — Р. 107—114.

3. Patrick L. Selenium biochemistry and cancer: A review of the literature // Altern Med Rev. — 2004. — No. 9. — Р. 239—258.

4. Ковальский Ю. Г., Голубкина Н. А., Папазян Т. Т., Сенкевич О. А. Селеновый статус жителей Хабаровского края 2018 г. // Микроэлементы в медицине. — 2019. — Т. 20. — С. 45—53.

5. Сенькевич О. А., Голубкина Н. А., Ключникова Н. Ф., Ключников П. Ф., Сиротина З. В., Ковальский Ю. Г. Обеспеченность селеном жителей Дальнего Востока // Вопросы питания. — 2008. — Т. 77. — С. 67—71.

6. Голубкина Н. А., Скальный А. В., Соколов Я. А., Щелкунов Л. Ф. Селен в медицине и экологии. — М., 2002 — 134 c.

7. Серегина Н. И. Биологическая роль селена в растениях // Агрохимия. — 2002. — № 10. — С. 76—85.

8. Сальникова М. Я. Хлорелла — новый вид корма. — М.: Колос, 1977. — 95 с.

9. Полубояринов П. А., Елистратов Д. Г., Швец В. И. Метаболизм и механизм токсичности селен-содержащих препаратов, используемых для коррекции дефицита микроэлемента селена // Тонкие химические технологии. — 2019. — Т. 14. — № 1. — С. 5—24.

10. Berry M. J., Banu L., Harney J. W., Larsen P. R. Functional characterization of the eukaryotic SECIS elements which direct selenocysteine insertion at UGA codons // EMBO J. — 1993. — Vol. 12. — № 8. — P. 3315—3322.

11. Блинохватов А. Ф., Денисова Г. В., Ильин Д. Ю. и др. Селен в биосфере. — Пенза: РИО ПГСХА, 2001. — С. 28—41, 96—103.

12. Полубояринов П. А., Моисеева И. Я., Микуляк Н. И., Голубкина Н. А., Каплун А. П. Новый синтез энантиомеров цистина и селеноцистина и их производных // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. — 2022. — Т. 65. — № 2. — С. 19—29.

13. Лапин А. А. МВИ-001-44538054-07. Суммарная антиоксидантная активность. Методика выполнения измерений на кулонометрическом анализаторе. — Жердевка: ООО Концерн «Отечественные инновационные технологии», 2011. — 35 c.

14. Letavayova L, Vlckova V, Brozmanova J. Selenium: From cancer prevention to DNA damage // Toxicology. - 2006. — No. 227. — Р. 1—14.

INFLUENCE OF SELENOCYSTIN ON THE AMINO ACID COMPOSITION OF MICROALGAE CHLORELLA

0.E. Knyazeva, senior lecturer, Penza State University of Architecture and Construction, [email protected] , Penza, Russia

1.Ya. Moiseeva, Dr. Habil. (Medicine), Professor, Penza State University, [email protected] , Penza, Russia.

A.V. Kuznetsova, PhD (Chemistry), assoc. professor, Penza state university, [email protected], Penza, Russia

P.A. Poluboyarinov, PhD (Agriculture), assoc. professor, Penza State University, [email protected] , Penza, Russia

n

References

IK

£ 1. Reich H. J., Hondal R. J. Why nature chose selenium. ACS Chem Biol. 2016. No. 11. Р. 821-841.

^ 2. Gunes S., Sahinturk V., Karasati P., Sahin I. K., Ayhanci A. Cardioprotective effect of selenium against

S cyclophosphamide-induced cardiotoxicity in rats. Biol Trace Elem Res. 2017. Vol. 177. No. 1. Р. 107—114.

3. Patrick L. Selenium biochemistry and cancer: A review of the literature. Altern Med Rev. 2004. No. 9. Р. 239—258.

4. Koval'skij Yu. G., Golubkina N. A., Papazyan T. T., Senkevich O. A. Selenovyjstatuszhitelej habarovskogo kraya 2018g. [Selenium status of Khabarovsk Krai residents 2018]. Mikroelementy v medicine. 2019. T 20. P. 45—53 [in Russian].

5. Sen'kevich O. A., Golubkina N. A., Klyuchnikova N. F., Klyuchnikov P. F., Sirotina Z. V., Koval'skij Yu. G. Obespechennost'selenom zhitelej Dal'nego Vostoka [Selenium availability in the Far East]. Voprosy pitaniya. 2008. T. 77. P. 67—71 [in Russian].

6. Golubkina N. A., Skal'nyj A. V., Sokolov Ya. A., Shchelkunov L. F. Selen v medicine i ekologii [Selenium in medicine and ecology]. M. 2002. 134 p. [in Russian].

7. Seregina N. I. Biologicheskaya rol' selena v rasteniyah. Agrohimiya [The biological role of selenium in plants]. Agrochemistry 2002. No. 10. P. 76—85 [in Russian].

9. Poluboyarinov P. A., Elistratov D. G., Shvec V. I. Metabolizm i mekhanizm toksichnosti selensoderzhash-chih preparatov, ispol'zuemyh dlya korrekcii deficita mikroelementa selena [Metabolism and mechanism of toxicity of selenium-containing drugs used to correct the deficiency of the trace element selenium] Tonkie himicheskie tekhnologii. 2019. No. 14 (1). P. 5—24 [in Russian].

10. Berry M. J., Banu L., Harney J. W., Larsen P. R. Functional characterization of the eukaryotic SECIS elements which direct selenocysteine insertion at UGA codons. EMBO J. 1993. Vol. 12. No. 8. P. 3315—3322.

11. Blinohvatov A. F., Denisova G. V., D. Yu. etc. Selen v biosfere [Selenium in the biosphere]. Penza: RIO PGSHA, 2001. P. 28—41, 96—103 [in Russian].

12. Poluboyarinov P. A., Moiseeva I. Ya., Mikulyak N. I., Golubkina N. A., Kaplun A. P. Novyjsintezenan-tiomerov cistina i selenocistina i ih proizvodnyh. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij [New synthesis of enantiomers of cystine and selenocystine and their derivatives]. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Ser-iya: Himiya i himicheskaya tekhnologiya. 2022. No. 65 (2). P. 19—29 [in Russian].

13. Lapin A. A. MVI-001-44538054-07. Summarnaya antioksidantnaya aktivnost'. Metodika vypolneniya izme-renij na kulonometricheskom analizatore [Total antioxidant activity. Methods of measurement on the cou-lometric analyzer]. Zherdevka: OOO Koncern "Otechestvennye innovacionnye tekhnologii", 2011. 35 p. [in Russian].

14. Letavayova L., Vlckova V., Brozmanova J. Selenium: From cancer prevention to DNA damage. Toxicology. 2006. No. 227. Р. 1—14.

12

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.