CC BY
16
DOI 10.29254/2077-4214-2018-1-1-142-73-78 УДК 604:633.34:632.954
1 Кулик Я. М., 2Обертюх Ю. В., 2Виговська I. О., 2Гончар Л. О.
ВЗАСМОД1Я ГЛ1ФОСАТУ З АМ1НОКИСЛОТАМИ ГЕНЕТИЧНО МОДИФ1КОВАНО1" РАУНДАПОСТ1ЙКО1" I НЕ ГЕНЕТИЧНО МОДИФ1КОВАНО1'
СОТ У ВОДНОМУ РОЗЧИН1 В УМОВАХ IN VITRO
1Вiнницький нацiональний медичний ушверситет iMeHi М. I. Пирогова (м. Вiнниця) 21нститут KopMiB та сшьського господарства Подiлля НААН (м. Вшниця)
Зв'язок публiкацГГ з плановими науково-до-слiдними роботами. Дана робота е фрагментом НДР «Вивчити вплив довготривалого згодовування трансгенно! раундапостмко! со! на вiдтворювальну здатнiсть свиней i курей», № державно! реестраци 0117U002236.
Вступ. Генетично модифiкована соя мютить генетичну структуру Agrobacterium tumefacies Ti-плазмiду, яка е ктьцевою дволанцюговою молекулою ДНК розмiром 214233 пар основ i мютить 199 геыв, з яких 197 кодують бiлки. Ця плазмiда мютить гени, що контролюють бiосинтез i катаболiзм спе-цифiчних азотвмiсних сполук - опюыв, гени вiру-лентносД гени синтезу фiтогормонiв - цитоюыыв i ауксинiв. Цi гормони викликають утворення пухлин i дедиференцювання тканин рослини. Т-ДНК влас-не й е штегрованою дiлянкою Ti-плазмiди, що мае гени синтезу фггогормоыв i отыв. Ti-плазмiди (вiд англiйського tumor inducing - викликаючi пухлини). В однм клiтинi агробактерп не можуть зустрiтися не тiльки Ti- i Ri-плазмщи, але навiть двi рiзних Ti-плазмiди, якимось чином перша, яка проникла в бактерю плазмща, не допускае проникнення i роз-множення iнших плазмiд, подiбних на не! [11]. У результат перенесення Т-ДНК iз Ti-плазмiди в клггину рослини-господаря вiдбуваеться неконтрольоване утворення гормоыв (ауксинiв i цитокiнiнiв), що при-зводить до злоякiсного росту кгмтин i подальшого синтезу азотовмюних речовин - опiнiв [11].
При боротьбi з бур'янами, тобто, обприскуванн ГМ раундапостмко! со! Roundup ^фосат) впливае на метаболiчний процес шиюмово! кислоти, бло-куючи синтез деяких незамшних ароматичних ам^ нокислот, зокрема, фенталаыну, тирозину, триптофану i гютидину [12], перед усiм у точках росту стебла i кореня [10]. Чутливий до глiфосату процес метаболiзму шиюмово! кислоти в клггинах бактерiй, грибiв, водоростей, рослин, протозой, але вщсутнм у комах, риб, птахiв i ссавцiв, у яких немае специ-фiчно! мiшенi - ферменту 5-енолтруватшикимат-3-фосфатсинтази (EPSPS) [10], проте глiфосат е «можливим канцерогеном для людини» (категорiя небезпеки «2 А»).
Якщо вести мову за нещентифковаы фактори ГМ раундапостiйко! со!, то необхщно зазначити, що бтьшють ДНК-локусiв архе!в несхожi з вже в^ домими послiдовностями. Зокрема, до 15% бтюв, що кодуються рiзними археями е унiкальними для цього домену. Функци багатьох цих бтюв i дос не-
вiдомi [1]. Це е пiдтвердженням того, що ГМ соя мае складну структуру.
Нашими дослщженнями встановлено, що водна витяжка ГМ раундапостмко! со! pi3ra пригнiчуе в 1,9-2,5 рази лЫмний рiст проросткiв зерна пшеницi, тритикале i жита порiвняно з такою ж самою витяж-кою не ГМ со! [6]. Очевидно це дiя глiфосату в по-еднанн з бiлками ГМ со! i цi сполуки е токсинами для проростюв.
Дiючою речовиною гербiциду Roundup е N-фосфонометилглщин (глiфосат), це молекула глщину з метилфосфонiльною групою, зв'язаною з атомом азоту. Як аналог глщину, можна оч^вати, що вЫ замщуе глiцин у випадкових точках процесу синтезу бтка з невщомими наслiдками. Глiцин, най-менша амЫокислота, яка мае унiкальнi властивостi та здатнють приеднуватися до плазматично! мемб-рани або цитоскелету. Глибокий аналiз лiтературних джерел виявив ряд клаЫв бiлкiв, якi залежать вiд природних (консервативних) залишюв глiцину для виконання належно! функцi!. Замiна глiфосатом природних (консервативних) глщиыв пояснюе зв'язок iз дiабетом, ожирiнням, астмою, набряком легень, наднирниковою недостатнютю, безпл^ям та Ыши-ми захворюваннями [22].
Деформа^я дзьобiв у синиць [15,16] пщ впливом по!дання насiння соняшнику, обприсканого Roundup ^фосатом) перед збиранням урожаю, може бути пояснена порушеною здатнютю KEAP1 зв'язуватися з цитоскелетом, що призводить до конститутивно! активаци Nrf2 i надлишково! експресi! синтезу кератину [22].
Nrf2 е лейцин захисним бтком, який захищае вщ окисного ушкодження в результатi вщповд на за-палення пiсля дм рiзних екологiчних чинникiв [19], а KEAPI е цитоплазматичним бтком, який регулюе експресю Nrf2 шляхом зв'язування з ним, щоб запо-б^и його перемiщенню в ядро, таким чином дозво-ляючи подальшу його деградацю [20,23]. Нерегу-льована зверхактива^я Nrf2 в зв'язку з порушенням функцi! KEAPI, як передбачаеться, може призвести до пперкератозу [22].
Прюны хвороби, якi називають трансмюивни-ми губчатими енцефалопатiями, е новими дегера-тивними захворюваннями, при яких збудник являе собою неправильно сформований бток. Вважаеть-ся, що прiони вщповщальы за хворобу Куру, хвороби Крейтцфельда-Якоба i коров'ячо! губчасто! енце-фалопатп (BSE, коров'ячий сказ). Коров'ячий сказ
вперше з'явився у ВеликобританiI в 1986 роц^ пiсля того, як Roundup був використаний для боротьби з бур'янами i корови споживали корми з глiфосатом щонайменше протягом десятил^я [22]. У той час як BSE, як вважають, викликана годiвлею, заражено-го мозку, спинного мозку або шлунково-кишкового тракту Ыфкованих туш, то залишаеться вiдкритим питання про те, що викликало появу орипнальних неправильно сформованих бiлкiв, щоб iнiцiювати iнфекцiю. Прiоннi бiлки мютять багату на глiцин гщ-рофобну область, яка показуе майже щеальне збе-реження в широкому дiапазонi видiв. Ця область е важливим для процесу неправильного формування i поширення прiонiв [17]. Це здаеться дивним, що досить консервативна область бтка, е незмЫена генетичними мута^ями, може бути джерелом ток-сичностг Нормальна форма прiонових бiлкiв, PrPc, швидко катаболiзуеться, в той час як патогенна iзо-форма, PrPSc, мае високу стiйкiсть до протеолiзу [14]. Пiдпослiдовнiсть, що мiстить ттьки PrP 106126 е високо консервативною неструктурованою областю PrP, яка вважаеться основним джерелом фiбриллогенiчностi. Вiн мае високу тенденцю до агрегацiI в структуру ß-поверхы, що утворюе амто-Iднi фiбрили in vitro [21,24].
Поряд iз цим у дослщах на лабораторних твари-нах при згодовуванн ГМ раундапостiйкоI со! багать-ма авторами встановлено порушення репродуктив-них функцiй у щурiв, змши гормонального балансу i безплщдя в наступних поколiннях [2,3,4,7,8], що може бути пов'язано з нещентифкованими факторами i можливо з фтоестрогенами. Класичним прикладом впливу фiтоестрогенiв на стьськогос-подарських тварин стала «клеверная болезнь», яка зустрiчаеться в овець та шших пасовищних тварин. Вперше цю хворобу описали в 40-х роках XX стол^-тя в Австралп. Фермери помiтили, що в овець, що споживають переважно конюшину виду Trifolium subterraneum L. (конюшина пiдземна), часто вини-кають безпл^я та iншi порушення репродуктивно! функци [9].
Аналiз джерел лiтератури показуе, що глiфосат (фосфонометилглiцин-синтетична амiнокислота mi-цину) може замiщувати природний глiцин у випадко-вих точках процесу синтезу бтка з невщомими на-слiдками. Той факт, що ця синтетична амшокислота, аналог природно! амЫокислоти, яка виконуе багато важливих ролей у функци бтюв, що мютять !!, ро-бить можливим, щоб замщення глiфосатом глiцину у пептидах могло спричинити велику ктькють не-сприятливих i непередбачуваних ефектiв [22].
Мета дослщжень. Вивчити взаемодiю глiфоса-ту з амiнокислотами ГМ раундапостмко! i не ГМ со! у водному розчин в умовах in vitro на принцип реакци Паулi з ароматичними амiнокислотами та формоль-ного титрування.
Об'ект i методи дослщжень. У першi 2 стака-ни помiщали по 10 г бобiв (зерна) не ГМ со! i в один iз них додавали 66 мг Roundup ^фосату) в сухому порошкоподiбному виглядi, а в 3 i 4-й стакани ана-логiчно по 10 г ГМ раундапостмко! со! i в один iз них додавали також 66 мг Roundup ^фосату). В ус 4 стакани добавляли по 150 мл дистильовано! води,
а в 5-тий стакан тiльки 66 мг Roundup ^фосату) i 150 мл дистильовано! води. При кип'ятшы впро-довж 1 години вода випаровувалася, тому доводили об'ем до 100 мл дистильованою водою. У процес кип'ятЫня вiдбувалася iнактивацiя вЫх бiологiчно активних речовин со! з переходом у водний розчин термостмких водорозчинних бтюв, пептидiв i ам^ нокислот, у т. ч. ароматичних у не ГМ со! i можливо залишку глiфосату з раундапостмко! со!. У процесi кип'ятiння глiфосат, як дiюча речовина гербiциду Roundup, вступае у взаeмодiю з амшокислотами, пептидами та бiлками водно! витяжки со! обох ва-рiантiв. Пюля кип'ятiння вiдвар процiджували крiзь нейлонову тканину i таким чином одержували водну витяжку для наступних доотджень.
В одержаних водних витяжках со! i водного роз-чину глiфосату визначали за реакцiею Паулi вмют ароматичних амiнокислот, зокрема, фенiлаланiну, тирозину, гютидину i триптофану. Взаемодiя глiфо-сату з ароматичними амiнокислотами водно! витяжки со! в процес кип'ятЫня повинна проявитися утворенням сполук глiфосату з ароматичними ам^ нокислотами. Адже глiфосат блокуе !х синтез у не раундапостмких рослинах - бур'янах при обприску-ваннi посiвiв ГМ со!.
Хiд визначення був наступним: в колбочки з 1 мл 1,0% розчину сульфантово! кислоти в 5,0% розчин соляно! кислоти додавали 2,0 мл 0,6% розчину ы-триту натрт при ретельному змшуванн та додавали 2,0 мл водно! витяжки со! одного з варiантiв i знову пiсля змшування додавали 6 мл 10% розчину карбонату натрю (Na2CO3) з наступним перемшуванням i одержанням вишнево-червоного забарвлення розчину. Такий колiр зберiгаеться недовго упродовж 2-3 хвилин, тому одержаний розчин швидко розбавляли дистильованою водою в стввщношены 1 : 1 i феку-вали на спектрофотометрi в кюветi товщиною 1 см проти дистильовано! води при довжин хвилi 540 нм. Оптичну густину визначали пiсля витримки поки не зупиниться стртка на певному показнику. Аналопчы аналiзи виконували з наступними витяжками со!, а в юнц з водним розчином кристалiчного Roundup (mi-фосат), який пщдавався кип'ятiнню без со!. Досл^ дження водного розчину тiльки з глiфосатом показали вiдсутнiсть реакци Паулi, тому ця реакцiя була специфiчною для ароматичних амiнокислот.
У водних витяжках со! 2-х варiантiв i в розчинi тiльки глiфосату без со! визначали вмiст амЫного азоту за принципом формольного титрування [5]. Так, у 25 мл водного розчину 2-х варiантiв со! пщ контролем рН-метра 0,1 n NaOH доводили рН до 8,0, а по™ 0,01 n NaOH до рН 9,0. У пробi ттьки з глiфосатом, тобто, в 25 мл водного розчину 0,01 n NaOH доводили рН до 9,0. Буфернють водних роз-чиыв була лужною. Паралельно брали 3-и проби по 25 мл дистильовано! води i добавляли в кожну колбочку по 1 мл стандартного розчину формальдегщу з доведенням 0,01 n NaOH до рН 9,0. Буфернють такого розчину з формальдегщом також була лужною з однаковим показником (рН 9,0), як i в попередых розчинах. Пюля цього воды розчини со! i глiфосату змшували кожний зi сво!м розчином формальдеп-ду. За таких умов формальдегщ вступае в реакцю з
амшогрупами нейтральних амiнокислот. У результат чого вивiльняються карбоксильнi групи i нейтральнi амiнокислоти набувають кисло! реакцм. При титру-ваннi таких розчинiв 0,01 п ЫаОИ знову до рН 9,0 пщ контролем рН-метра визначаються нейтральнi ам^ нокислоти. Переведення мл 0,01 п ЫаОИ, що пiшло на титрування у показники нейтральних амшокислот е необов'язковим, так як порiвнюються воднi розчи-ни мiж собою у вiдсотках.
Результати дослщжень та Ух обговорення. Показники екстинкцi! ФЕКа реакцi! Паулi на вмют ароматичних амiнокислот у воднм витяжцi рiзних зразкiв не ГМ со! i такi ж показники при кип'ятшы з глiфосатом показали зменшення вмiсту ароматичних амшокислот при кип'ятiннi со! з глiфоса-том (табл. 1). Це е свщченням того, що глiфосат
(N-фосфонометилглщин), який мiститься в ГМ раун-дапостiйкiй со! в шлунково-кишковому траюп, KpoBi та клiтинах тканин у першу чергу людей, а по™ тва-рин вступае в пептидний ланцюг як аналог глiцину. У даному до^джены глiфoсат реагуе з ароматич-ними амiнoкислoтами, зменшуючи штенсивнють за-барвлення розчину по реакцм Паулi, тобто, показник
екстинкцп ФЕКа зменшуеться. Очевидно, фосфоно-метильна група N-фосфонометилглщину реагуе з ароматичним юльцем цих амiнoкислoт, що перешко-джае проходженню реакцм Паулi.
Проведення аналопчних дoслiджень iз ГМ ра-ундапостмкою соею показало бiльше зменшення показниюв екстинкцм ФЕКа цiе! со! пюля кип'ятiння з глiфoсатoм (табл. 2). Якщо вiдсoтoк зменшення вмiсту ароматичних амшокислот у не ГМ со! стано-вив 10,4 ± 0,88 % у дiапазoнi вiдхилень 14,0-7,0 %, то в ГМ со! середня величина становила 18,1 ± 3,09 % з вщхиленнями вщ 36,0 до 9,0 % (табл. 1 i 2).
Проведений аналiз ствставлення реакцм з аро-матичними амшокислотами не ГМ со! iз ГМ соею та з глiфoсатoм при кип'ятiннi свiдчить про бтьш вираз-ну реакцiю ароматичних амшокислот раундапостй ко! со! в розумшы взаемодм фосфонометильно! групи глiфoсату з ароматичним юльцем цих амшокислот.
Показники фор-
мольного титрування на вмют амшокислот у вод-нм витяжц не ГМ со! (табл. 3) без глiфoсату i при кип'ятшы з глiфoса-том переконливо показали взаемодю амiнoкислoт iз N-фoсфoнoметилглiцинoм. У результат тако! взаемодм утворюються сполуки пеп-тидiв iз фосфонометиль-ною групою глiфoсату. Ана-лoгiчнi результати одержан в дoслiдженнях iз генетично модифкованою раундапос-тiйкoю соею (табл. 4).
Якщо глiфoсат вбудо-ваний замють глiцину в конструктивний пептид, це може перешкоджати роз-щепленню дефектного пептиду, що призводить до на-копичення нерозгалужених коротких пептидних лан-цюгiв iз невiдoмими наслщ-ками в крoвi або в клггинах, що мiстять такi дефекты бтки [22].
У захист безпечного використання ГМ раунда-пoстiйкo! со! в продуктах харчування виставляеться аргумент, що вмют глiфo-сату (Roundup) у таюй со! е незначним, але в протива-гу таким судженням неoбхiднo, зазначити про бю-акумуляцiю глiфoсату i його метаболтв в oрганiзмi тварин. Так, здатнють глiфoсату до бioакумуляцi! i метабoлiзму в тварин було чтео продемонстровано в дoслiдженнi 1988 року, проведеного Howe i спiвавт. [18]. Гшфосат був первинним радioактивним матер^ алом, який виявлено у сечi та фекалiях тварин, а бю-
Таблиця 1.
Показники екстинкцГГ ФЕКа реакцм Паул1 на вм1ст ароматичних амшокислот у воднш витяжц1 р1зних зразк1в не ГМ со'Г-контроль
та ГГ з гл1фосатом (Roundup)
Зразок со! Соя контроль показники екстинкцп Соя з тфосатом показники екстинкцп Рiзниця до контролю % зменшення вмюту амшокислот при кип'ятшш з ^фосатом
1 0,256 0,224 0,032 12,0
2 0,347 0,300 0,047 14,0
3 0,362 0,320 0,042 12,0
4 0,384 0,329 0,055 14,0
5 0,408 0,377 0,031 8,0
6 0,242 0,216 0,026 11,0
7 0,262 0,238 0,024 9,0
8 0,387 0,348 0,039 10,0
9 0,442 0,410 0,032 7,0
10 0,382 0,354 0,028 7,0
М ± m 0,347 ± 0,0232 0,312 ± 0,0222 0,036 ± 0,0033 10,4 ± 0,88
ПримГтка. Реакц1я Паул1 в1дсутня на вмют ароматичних кислот у водному розчин1 гл1фосату п1сля його кип'ят1ння.
Таблиця 2.
Показники екстинкцГГ ФЕКа реакцм Паул1 на вм1ст ароматичних амшокислот у воднш витяжц1 р1зних зразк1в ГМ со'Г та 'ГГ з
гл1фосатом 1 Roundup)
Зразок со! ГМ соя показники екстинкцп ГМ соя з ™фо-сатом показники екстинкцп Рiзниця до контролю %зменшення вмюту амшокислот при кип'ятшш з ^фосатом
1 0,250 0,190 0,060 24,0
2 0,414 0,288 0,126 30,0
3 0,367 0,234 0,133 36,0
4 0,400 0,357 0,043 11,0
5 0,335 0,300 0,035 10,0
6 0,340 0,295 0,045 13,0
7 0,320 0,290 0,030 9,0
8 0,333 0,264 0,069 21,0
9 0,362 0,310 0,052 14,0
10 0,315 0,273 0,042 13,0
М ± m 0,344 ± 0,0155 0,280 ± 0,0150 0,064 ± 0,012 18,1 ± 3,09
Таблиця 3.
Показники формольного титрування на вмют амiнокислоту воднш витяжцi pi3HMX 3pa3KiB
не ГМ со'Г та 'ГГ з гшфосатом (Roundup)
Зразок со! Соя не ГМ, мл 0,01 n NaOH Ыфосат, мл 0,01 n NaOH Соя не ГМ з ^фосатом, мл 0,01 n NaOH Взаемодiя ™фосату з амшокислотами, мл 0,01 n NaOH % збтьшення вмюту амшокислот при кип'ятшш з [^фосатом
1 8,5 8,0 10,6 5,9 25,0
2 8,8 8,0 10,6 6,2 20,0
3 9,8 8,0 13,0 4,8 33,0
4 9,6 8,0 12,6 5,0 31,0
5 11,2 8,0 14,1 5,1 26,0
6 9,2 8,0 12,3 4,9 34,0
7 10,0 8,0 11,9 6,1 19,0
8 10,8 8,0 13,6 5,2 26,0
9 10,4 8,0 14,2 4,2 37,0
10 8,6 8,0 11,6 5,0 15,0
М ± m 9,7 ± 0,31 8,0 12,5 ± 0,435 5,2 ±0,21 26,6 ± 2,39
Таблиця 4.
Показники формольного титрування на BMicT aмiнокислот у воднш витяжц рiзних зрaзкiв
ГМ со'Г та ГГ з гтфосатом (Roundup)
Зразок со! ГМ соя без mi-фосату, мл 0,01 n NaOH Ыфосат, мл 0,01 n NaOH ГМ соя з ™фоса-том, мл 0,01 n NaOH Взаемодiя ™фо-сату з амшокислотами, мл 0,01 n NaOH % збтьшення вмюту амшокислот при кип'ятшш з [^фосатом
1 7,1 8,0 9,0 6,1 27,0
2 8,0 8,0 10,0 6,0 25,0
3 7,9 8,0 9,5 6,4 20,0
4 7,5 8,0 10,6 4,9 41,0
5 5,8 8,0 8,4 5,4 45,0
6 7,2 8,0 10,2 5,0 42,0
7 5,3 8,0 7,1 6,2 34,0
8 6,0 8,0 8,6 5,4 43,0
9 6,7 8,0 9,3 5,4 39,0
10 6,0 8,0 8,8 5,2 47,0
М ± m 6,8 ± 0,31 8,0 9,2 ± 0,34 5,6 ± 0,18 36,3 ± 3,11
акумуляцiя була виявлена у Bcix тканинах, залозах i аналог плщину з утворенням неприродних пептид-
органах [18]. них сполук.
Висновки 3. Проведенi дослiдження е аргументом небез-
1. На основi реакцп Паулi встановлено, що глi- пеки використання ГМ со! в продукта харчування
фосат в умовах in vitro вступае у взаемодiю, тобто, для людей i, особливо, д^ей.
утворюючи сполуки з ароматичними амшокислота-ми не ГМ со! i бiльш виражено з такими ж ароматичними амшокислотами ГМ раундапостмко! со!.
Перспективи подальших досл1джень. Прове-дення дослiджень на тваринах iз метою виявлення впливу глiфосату в складi ГМ раундапостiйко! со! на вщтворювальну здатнiсть. Адже недавне дослщжен-
2. Методом формольного титрування тд- ня, проведене Coullery i ствавтр. [13] показано, що
тверджен0, щ° глiфосат в умовах in vitro при його глiфосат викликае незворотний аномальний рют
кип'ятiннi у водному розчин з цiлими бобами (зер- i затримку розвитку нейронiв, взятих iз ембрiонiв
ном) со! вступае у взаемодт з амiнокислотами як щурiв.
Л1тература
1. Hyl MI, Smetana OY, Yulevych OI, Barkar YV, Horbatenko IY, Nezhlukchenko TI, ta in. Molekuliarna henetyka ta tekhnolohii doslidzhennia henoma: navch. posib. Editor professor MI. Hyl. Kherson: OLDI-PLIUS; 2015. 320 s. [in Ukrainian].
2. Ermakova IV. Geneticheski modifitsirovannaya soya privodit k snizheniyu vesa i uvelicheniyu smertnosti kryisyat pervogo pokoleniya. Pred-varitelnyie issledovaniya. Ekoinform. 2006;1. [in Russiаn].
3. Ermakova IV, Barskov IV. Izuchenie fiziologicheskih i morfologicheskih parametrov u kryis i ih potomstva pri ispolzovanii dietyi soderzhaschey soyu s transgenom EPSPS SR4. Modern problems of science and education. Biological Sciences. 2008;6:19-20. [in Russiаn].
4. Ermakova IV. Vliyanie soi s genom EPSPS SR4 na fiziologicheskoe sostoyanie i reproduktivnyie funktsii kryis v pervyih dvuh pokoleniyah. Modern problems of science and education. 2009;5:15-21. [in Russiаn].
5. Ivankin AN, Kulikovskiy AV, Proshina OP. Osnovyi biotehnologii. Laboratornyie rabotyi: ucheb.-metodich. posobie. M.: FGBOU VPO MGUL; 2016. 20 s. [in Russiаn].
6. Kulyk MF, Korniichuk OV, Buhaiov VD, Obertiukh YV, Khimich OV, Lilyk TV, ta in. Pryhnichennia rostu prorostkiv zerna pshenytsi, trytykale i zhyta pid vplyvom vodnoi vytiazhky raundapostiikoi HM soi porivniano z ne HM soieiu. Bulletin of Agrarian Science. 2013;6:21-4. [in Ukrainian].
7. Malyigin AG. Vliyanie soevoy dietyi na reproduktivnyie funktsii myishey. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya. Biologicheskiye nauki. 2008;6:23. [in Russian].
8. Malyigin AG, Ermakova IV. Soevaya dieta podavlyaet reproduktivnyie funktsii gryizunov. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya. Biologicheskiye nauki. 2008;6:26. [in Russian].
9. Margolina A. Pravda i vyimyisel o fitoestrogenah. Nauka i zhizn'. 2008;5:64-72. Available from: https://www.nkj.ru/archive/articles/13952. [in Russian].
10. Sahno LO, Komarnitskiy IK, Kuchuk MV. Stiykist do glifosatu i glyufozinatu v pokolinnyah T1—T2 biotehnologichnih roslin ripaku (Brassi-ca napus L.). Visnyk Ukrayins'koho tovarystva henetykiv i selektsioneriv. 2015;13(1):3-10. Available from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vut-gis_2015_13_1_3. [in Ukrainian].
11. Chub VV. Rasteniya-GMO: kak eto delaetsya. Potentsial. Khimiya. Biologiya. Meditsina. 2011;11:11. Available from: http://elementy.ru/ nauchno-populyarnaya_biblioteka/431512/Rasteniya_GMO_kak_eto_delaetsya. [in Russian].
12. Amrhein N, Deus B, Gehrke P, Steinrucken HC. The site of the inhibition of the shikimate pathway by glyphosate, II: interference of glypho-sate with chorismate formation in vivo and in vitro. Plant Physiol. 1980;66(5):830-4.
13. Coullery RP, Ferrari ME, Rosso SB. Neuronal development and axon growth are altered by glyphosate through a WNT non-canonical signaling pathway. Neurotoxicology. 2015;52:150-61.
14. Florio T, Paludi D, Villa V, et al. Contribution of two conserved glycine residues to fibrillogenesis of the 106-126 prion protein fragment. Evidence that a soluble variant of the 106-126 peptide is neurotoxic. J. Neurochem. 2003;85:62-72.
15. Handel CM, Pajot LM, Matsuoka SM, et al. Epizootic of beak deformities among wild birds in Alaska: An emerging disease in North America? Auk. 2010;127:882-98.
16. Handel CM, Van Hemert C. Environmental contaminants and chromosomal damage associated with beak deformities in a resident North American passerine. Environ. Toxicol. Chem. 2015;34:314-27.
17. Harrison CF, Lawson VA, Coleman BM, et al. Conservation of a glycine-rich region in the prion protein is required for uptake of prion infectiv-ity. J. Biol. Chem. 2010;285:20213-23.
18. Howe RK, Chott RC, McClanahan RH. The Metabolism of Glyphosate in Sprague Dawley Rats. Part II. Identification, Characterization and Quantification of Glyphosate and its Metabolites after Intravenous and Oral Administration (unpublished study MSL-7206 conducted by Monsanto and submitted to the EPA July 1988).
19. Ma Q. Role of Nrf2 in oxidative stress and toxicity. A. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2013;53:401-26.
20. Ogura T, Tong KI, Mio K. Keap1 is a forked-stem dimer structure with two large spheres enclosing the intervening, double glycine repeat, and C-terminal domains. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2010;107:2842-7.
21. Rymer D, Good TA. The role of prion peptide structure and aggregation in toxicity and membrane binding. J. Neurochem. 2000;75:2536-45.
22. Samsel A, Seneff S. Glyphosate pathways to modern diseases V: Amino acid analogue of glycine in diverse proteins. Journal of Biological Physics and Chemistry. 2016;16:9-46.
23. Suzuki T, Maher J, Yamamoto M. Select heterozygous Keap1 mutations have a dominant-negative effect on wildtype keap1 in vivo. Cancer Res. 2010;71:1700-9.
24. Tagliavini F, Prelli F, Verga L, et al. Synthetic peptides homologous to prion protein residues 106-147 form amyloid-like fibrils in vitro. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1993;90:9678-82.
ВЗАСМОД1Я ГЛ1ФОСАТУ З АМ1НОКИСЛОТАМИ ГЕНЕТИЧНО МОДИФ1КОВАНОТ РАУНДАПОСТ1ЙКОТ I НЕ ГЕНЕТИЧНО МОДИФ1КОВАНОТ СОТ У ВОДНОМУ РОЗЧИН1 В УМОВАХ IN VITRO
Кулик Я. М., Обертюх Ю. В., Виговська I. О., Гончар Л. О.
Резюме. Встановлено, що дтча речовина Roundup - глiфосат в умовах in vitro вступае у взаемодю з ароматичними амшокислотами со!, а з шшими амшокислотами в оргаызм^ як аналот плщину, утворюе пептиды сполуки, що е пщтвердженням утворення в органiзмi людей i тварин неприродних пептидiв за наявнос-т в продуктах харчування i кормах плiфосату.
Ключов1 слова: генетично модифкована соя, не генетично модифкована соя, водна витяжка со!, глiфо-сат, Roundup, реак^я Паул^ формольне титрування.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЛИФОСАТА С АМИНОКИСЛОТАМИ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННОЙ РАУНДАПОУСТОЙЧИВОЙ И НЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СОИ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ В УСЛОВИЯХ IN VITRO
Кулик Я. М., Обертюх Ю. В., Выговская И. А., Гончар Л. А.
Резюме. Установлено, что действующее вещество Roundup - тифосат в условиях in vitro вступает во взаимодействие с ароматическими аминокислотами сои, а с друтми аминокислотами в организме, как анало[ тицина, образует пептидные соединения, что является подтверждением образования в организме людей и животных неестественных пептидов при наличии в продуктах питания и кормах тифосата.
Ключевые слова: генетически модифицированная соя, не генетически модифицированная соя, водная вытяжка сои, тифосат, Roundup, реакция Паули, формольное титрование.
INTERACTION OF GLYPHOSATE WITH AMINO ACIDS OF A GENETICALLY MODIFIED ROUNDUP-RESISTANT AND NOT GENETICALLY MODIFIED SOYBEAN IN AQUEOUS SOLUTION IN THE CONDITIONS OF IN VITRO
Kulyk Y. M., Obertiukh Y. V., Vyhovska I. O., Honchar L. O.
Abstract. Research purpose. To study the interaction of glyphosate with amino acids GM Roundup-resistant and non GM soy in an aqueous solution in conditions in vitro on the principle of Pauli reaction with aromatic amino acids and formol titration.
Object and research methods. In the first 2 cups placed 10 g of soybeans not GM and in one of them added 66 mg of Roundup (glyphosate) in dry powder form, and in the 3rd and 4th cups, similar to 10 g of GM Roundup-resistant soybean, and in one of them was added also 66 mg of Roundup (glyphosate). In all 4 cups, 150 ml of distilled water was added, and in the 5th cup only 66 mg of Roundup (glyphosate) and 150 ml of distilled water. When boiling during 1 hour, the water evaporated, so the volume was adjusted to 100 ml with distilled water. In the process of boiling, there was inactivation of all biologically active substances soy with the transition to aqueous solution of heat-resistant water-soluble proteins, peptides and amino acids, including aromatic in non-GM soybeans and possibly the remaining glyphosate from the Roundup-resistant soy.
In the boiling process, glyphosate, as the active ingredient of the Roundup herbicide, interacts with the amino acids, peptides and proteins of aqueous extracts soy of both variants. After boiling broth filtered through a nylon cloth and thus received aqueous extract for subsequent studies.
In the obtained aqueous extract of soy and glyphosate aqueous solution was determined by reaction Pauli content of aromatic amino acids, including phenylalanine, tyrosine, histidine and tryptophan. The interaction of glyphosate with aromatic amino acids of aqueous extract of soya in the boiling process should be manifested by the formation of compounds of glyphosate with aromatic amino acids. Because glyphosate is blocking their synthesis in non-Roundup-resistant plants - weeds when crop spraying of GM soy.
In water extracts of soya 2nd variants and in a solution only glyphosate without soy was determined by the content of amine nitrogen on the principle of formol titration.
Research results and their discussion. Indicators extinction FEC reaction Pauli content of aromatic amino acids in aqueous extract different samples of non-GM soybeans and the same indicators when boiling with glyphosate showed reduction of aromatic amino acids by boiling soybeans with glyphosate.
This is evidence that glyphosate (N-phosphonomethylglycine) contained in Roundup-resistant GM soybeans in the gastrointestinal tract, blood and tissue cells, primarily of people, and animals enter into peptide chain as glycine analogue. In this study, glyphosate reacts with aromatic amino acids reducing the color intensity of the reaction Pauli, i.e., the index of extinction FEC reduced. Obviously, the phosphonomethyl group of N-phosphonomethylgly-cine reacts with an aromatic ring of these amino acids, which prevents the passage of the Pauli reaction.
Realization similar studies with Roundup-resistant GM soy showed a further decrease of extinction FEC of soybeans after boiling with glyphosate. If the percentage of reduction the content of aromatic amino acids in non-GM soybean was 10.4 ± 0.88 % in the range of deviations of 14.0-7.0 %, then in GM soy the average value was 18.1 ± 3.09 % with a variation of 36.0 to 9.0%.
The analysis of the comparison of the reaction with aromatic amino acids of non-GM soybeans with GM soya and with glyphosate during boiling indicates a more distinct reaction of the aromatic amino acids of Roundup-resistant soy in the understanding of the interaction of the phosphonomethyl group of glyphosate with the aromatic ring of these amino acids.
Indicators of formol titration on the content of amino acids in aqueous extracts of non-GM soybeans without glyphosate and when boiling with glyphosate convincingly showed the interaction of amino acids with N-phospho-nomethylglycine. As a result of such interaction, compounds of peptides with a phosphonomethyl group of glyphosate are formed. Similar results were obtained in studies with Roundup-resistant GM soybeans.
Conclusions
1. Based on Pauli the reaction found that glyphosate under conditions in vitro glyphosate interacts, that is, forming compounds with aromatic amino acids of non-GM soybeans and more pronounced with the same aromatic amino acids Roundup-resistant GM soybeans.
2. The method of formol titration confirmed that in vitro glyphosate when it is boiled in an aqueous solution with whole soybean interacts with amino acids as an analogue of glycine to form unnatural peptide compounds.
3. The studies conducted are an argument for the risk of using GM soy in food for people and especially children.
Key words: genetically modified soybeans are not genetically modified soybeans, soybean extract water,
glyphosate, Roundup, Pauli reaction, formol titration.
Рецензент - проф. fly6iHiH С. I.
Стаття надшшла 22.01.2018 року
