CC BY
61
633.85:577.112.4
ИЗМЕНЕНИЕ АКТИВНОСТИ ЛЕКТИНОВ СЕМЯН КЛЕЩЕВИНЫ И СОИ ПОД ВЛИЯНИЕММЕТАСИЛИКА ТА НА ТРИЯ
В.Н. АЛЕШИН, ОН. ВОЙЧЕНКО, АД. МИНАКОВА, В.Г. ЛОБАНОВ
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: аст^кяШ.киЬап.ги
Изучено влияние метасиликата натрия на способность лектинов из семян клещевины сорта Белореченская и сои сорта Альба вызывать агглютинацию эритроцитов 2-й группы крови человека. Установлено, что метасиликат натрия уменьшает активность лектинов семян клещевины и сои.
Ключевые слова: лектины, метасиликат натрия, клещевина, соя, агглютинация эритроцитов.
Лектины - гетерогенная группа белков неиммунной природы, обладающих свойством обратимо и избирательно связывать сахара и их остатки, не вызывая их химического превращения. На этом свойстве основана их способность агглютинировать эритроциты и преципитировать сложные углеводы [1, 2].
Присутствие активных лектинов в шроте, получаемом после извлечения масла из семян масличных растений, затрудняет пищевое и кормовое использование этого высокобелкового продукта.
Одним из способов инактивации лектинов является их обработка химическими реагентами. Известен ряд работ, в которых изучалась возможность инактивации лектинов клещевины такими реагентами, как гидроксид натрия, гидроксид кальция, перманганат калия, сульфат аммония, аммиак, мочевина, хлорное железо и их сочетания [3-5]. Также проводились исследования по влиянию ряда неорганических и органических веществ на лектины сои. Установлено, что, например, некоторые соединения кремния способны снижать их активность [6].
Цель данного исследования - изучение влияния метасиликата натрия (№28Юз • 9Н20) на активность лектинов из семян клещевины и сои.
Объектами исследования являлись семена клещевины сорта Белореченская и сои сорта Альба селекции ВНИИМК урожая 2007 г. Об активности лектинов судили по реакции агглютинации эритроцитов человека 2-й группы крови. В качестве препаратов лектинов использовали сырые экстракты белков, извлеченные буферно-солевым раствором (натрий-фосфатный буфер 0,01 М, рН 7,2 ± 0,2), содержащим 0,15 М №С1 в случае клещевины и 0,35 М №С1 в случае сои, из измельченных семян. Для этого по 3 г растертых в ступке ядер клещевины и измельченных семян сои заливали 50 мл соответствующего буферно-солевого раствора и проводили экстракцию настаиванием в течение 24 ч.
Для изучения влияния метасиликата натрия на активность лектинов проводили реакции торможения ге-магглютинации. При этом готовили последовательные 2-кратные разведения препаратов лектинов в лунках плексигласовой планшеты на буферно-солевом растворе, содержащем исследуемое количество №2§Юз • 9Н0,
после чего планшету инкубировали в течение 30 мин при 25°С. Затем в лунки добавляли 2%-ю суспензию эритроцитов и проводили реакцию гемагглютинации.
Следует отметить, что растворы метасиликата натрия обладают сильной щелочной реакцией, вследствие чего значение рН буферно-солевого раствора изменялось. Как известно, биологическая активность белков, включая лектины, в значительной мере зависит от рН среды. Поэтому был измерен уровень рН буферно-солевых растворов, содержащих определенное количество метасиликата натрия, и приготовлены контрольные буферно-солевые растворы, не содержащие метасиликата натрия, но имеющие такое же значение рН.
Проведение ряда реакций торможения агглютина -ции эритроцитов различным количеством метасиликата натрия позволило установить, что его присутствие в реакционной среде уменьшает активность лектинов семян клещевины и сои (таблица).
Таблица
Концентрация • 9Н20, М рН среды Титр 1, ГАЕ/мл *
Клещевина Белореченская
0 (контроль) 7,20 1024/1024
0,01 9,80 512/1024
0,025 10,15 512/1024
0,10 10,75 Прекращение агглютинации
Соя Альба
0 (контроль) 7,20 64/64
0,025 10,15 128/128
0,075 10,60 64/128
0,15 10,80 32/128
0,25 10,95 8/256
0,35 11,05 Спонтанная агглютинация
* Знаменатель - титр буферно-солевых растворов, не содержащих метасиликата натрия.
Как видно из представленных данных, исходная активность лектинов клещевины сорта Белореченская составила 1024 ГАЕ/мл. При добавлении метасиликата натрия в количестве 0,01-0,025 М наблюдалось снижение титра гемагглютинации до 512 ГАЕ/мл. Однако
при увеличении его концентрации происходила инактивация гемагглютинирующих свойств лектинов в связи с высоким значением рН среды, и агглютинация эритроцитов прекращалась.
Исходная активность лектинов сои сорта Альба составила 64 ГАЕ/мл. В реакционной среде, содержащей 0,025 М метасиликата натрия, активность лектинов возросла до 128 ГАЕ/мл, но дальнейшее увеличение концентрации М2БЮз • 9Н20 привело к снижению активности лектинов. Концентрации метасиликата натрия выше 0,25 М начинали вызывать спонтанную агглютинацию эритроцитов из-за высокого значения рН.
Чтобы оценить влияние уровня рН среды на активность лектинов семян клещевины и сои, был проведен ряд экспериментов с применением буферно-солевых растворов, не содержащих Ма2БЮ3 • 9Н20, но имеющих то же значение рН, что и в описанных экспериментах (таблица).
Из полученных данных видно, что увеличение рН среды с 7,20 до 10,15 не влияет на активность лектинов клещевины, она остается на уровне 1024 ГАЕ/мл. Дальнейшее же увеличение рН приводит к прекращению агглютинации эритроцитов.
Для сои увеличение уровня рН среды приводит к увеличению активности ее лектинов с 64 ГАЕ/мл при рН 7,20 до 256 ГАЕ/мл при рН 10,95. Более высокие значения рН вызывают спонтанную агглютинацию эритроцитов.
Анализ данных, представленных в таблице, позволяет сделать вывод, что наблюдавшееся в экспериментах с метасиликатом натрия уменьшение активности лектинов клещевины обусловлено наличием этого вещества в реакционной среде, его химическими свойствами. Возможно, использование более высоких его концентраций привело бы к дальнейшему уменьшению активности лектинов клещевины, но установить это при помощи реакции агглютинации эритроцитов не представляется возможным.
Сопоставление этих данных с аналогичными данными по лектинам сои позволяет предположить, что при добавлении в среду метасиликата натрия на активность лектинов сои одновременно оказывают влияние два фактора: ингибирующее воздействие метасиликата натрия как химического реагента и увеличение рН среды, приводящее к увеличению активности лектинов
сои. Так, при концентрации Na2SiO3 • 9H2O 0,025 М первый фактор уступает второму, что выражается в итоговом увеличении активности лектинов. При концентрации 0,075 М влияние этих факторов уравновешивается, а при более высоких концентрациях - 0,15 и 0,25 М - наблюдается уменьшение активности лекти-нов.
Таким образом, установлено, что метасиликат натрия обладает способностью уменьшать активность лектинов из семян клещевины сорта Белореченская и семян сои сорта Альба. Механизм этого явления может быть связан со свойством кремниевой кислоты, образующейся в растворе при гидролизе метасиликата натрия, формировать химические связи с различными частями белковой молекулы, вызывая существенное изменение конформации белка, что приводит к его инактивации. Однако уточнение этого механизма требует дальнейших исследований.
Обработка клещевинных и соевых жмыхов и шротов метасиликатом натрия может быть использована в промышленности для инактивации лектинов при производстве комбикормов. Помимо этого, данный способ регулирования активности лектинов может быть использован при химической полумодификации в процессе получения препаратов этих белков для цитохимических и гистохимических целей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Goldstein I., Hayes C. // Advances in carbohydrate chemistry and biochemistry. - N.Y., 1978. - V. 35. - P. 127-340.
2. Луцик М.Д., Панасюк Е.Н., Луцик А.Д. Лектины. -Львов, 1981. - 256 с.
3. Potential for detoxified castor meal / G. Guller, H.C. Walker et al. // J. Amer. Oil Chem. Soc. - 1971. - V. 48. - P. 616-618.
4. Detoxification and deallergenisation of castor beans / H.K. Gardner et al. // J. Amer. Oil Chem. Soc. - 1960. - V. 37. -P. 142-148.
5. Баталий Т.М. Совершенствование технологии детоксикации продуктов переработки семян клещевины с целью получения высокобелкового кормового шрота: Дис. ... канд. техн. наук. - Крас -нодар, 1992. - 108 с.
6. Алешина Н.В. Биохимическая характеристика лектинов соевых семян в связи с необходимостью повышения эффектив -ности использования соевого белка: Дис. ... канд. техн. наук. - Крас -нодар, 1989. - 134 с.
Поступила 24.03.09 г.
CHANGE OF LECTINS ACTIVITY FROM CASTOR BEAN AND SOYBEAN SEEDS UNDER THE INFLUENCE OF SODIUM METASILICA TE
V.N. ALESHIN, O N. VOYCHENKO, A.D. MINAKOVA, V.G. LOBANOV
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: adm@kgtu. kuban.ru
Sodium metasilicate influence on the ability of lectins from castor bean variety Belorechenskaya and soybean variety Alba to cause agglutination of human blood group A erythrocytes was studied. Sodium metasilicate was found out to diminish the activity of lectins from castor bean and soybean seeds.
Key words: lectins, sodium metasilicate, castor bean, soybean, erythrocyte agglutination.
