Abstract

Pesticide toxicity causes oxidative damage such as DNA damage, enhanced lipid peroxidation, the oxidation of protein sulfydryl groups and enzyme inactivation in the metabolism. In this study, we investigated the in vitro effects on glucose 6-phosphate dehydrogenase (E.C.1.1.49; G6PD) from Capoeta capoeta umbla kidney of imidacloprid and lambdacyhalothrin. For this purpose, the enzymewas purified from kidney of C. c. umbla with a specific activity of 11.26 EU mg-1proteins and 22.7% yield using hemolysate preparation, ammonium sulfate precipitation and 2',5'-ADP Sepharose 4B affinity gel chromatography methods. In order to control the enzyme purification sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was done. SDS-PAGE showed a single band for the enzyme. The results of this study suggested that imidacloprid and lambda-cyhalothrin have significant inhibition effect on the activity of G6PD in in vitro. In conclusion, lambda-cyhalothrin inhibits the enzyme activity more than imidacloprid

Keywords

• Capoeta capoeta umbla,glucose 6-phosphate dehydrogenase,purification,pesticide,inhibition

İmidacloprid ve Lambda-cyhalothrin'in Capoeta capoeta umbla Böbrek Dokusunda Glikoz 6-Fosfat Dehidrogenaz Enzimi Üzerine In Vitro Etkileri

Abstract

Pestisit toksisitesi, metabolizmada DNA hasarı, lipid peroksidasyonunun artması, protein sulfidril gruplarının oksidasyonu ve enzim inaktivasyonu gibi oksidatif hasara neden olur. Bu çalışmada, Capoeta capoeta umbla (C. c. umbla) böbrek dokusundan imidacloprid ve lambda-cyhalothrin pestisitlerinin glikoz 6-fosfat dehidrogenaz (E.C.1.1.49; G6PD) enzimi üzerine etkileri in vitro olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda enzim, C. c. umbla balık böbreğinden hemolizat hazırlanması, amonyum sülfat çöktürmesi ve 2',5'-ADP Sepharose 4B afinite kromatografisi yöntemleri kullanılarak spesifik aktivitesi 11.26 EÜ mg^-1 protein ve  % 22.7 verimle saflaştırıldı. Enzim saflığını kontrol etmek için sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) yapıldı ve enzimin tek bant olduğu görüldü. Çalışma sonucunda imidacloprid ve lambda-cyhalothrin pestisitlerinin in vitro olarak G6PD enzimini etkili bir şekilde inhibe ettiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, lambda-cyhalothrin enzimi imidacloprid'den daha fazla inhibe etmektedir.

Keywords

• Capoeta capoeta umbla,glikoz 6-fosfat dehidrogenaz,saflaştırma,pestisit,inhibisyon

References

1. Ahmed, M.T., Saad, M.M., Mabrouk, S.S., 1998. Residues of some chlorinated hydrocarbon pesticides in rain water, soil and ground water, and their influence on some soil microorganisms. Environment International, 24(5-6): 665–670.
2. Alak, G., Sönmez, A.Y., Hisar, O., 2011. Bazı pestisitlerin balıkların antioksidan enzim aktiviteleri üzerine etkileri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi,42(1): 91-93.
3. Ardıç, G., 2013. Yukarı Sakarya Havzası'nda yaşayan balık türlerindeki organoklorlu pestisit kalıntılarının mevsimsel olarak belirlenmesi. Yüksek Lisans tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon.
4. Atamanalp, M., Yanık, T., 2001. Pestisitlerin Cyprinidae'lere toksik etkileri. Ege Üniversitesi Su Ürünleri Dergisi, 18(3-4): 555-563.
5. Atamanalp, M., Keles, M.S., Aras, M.S., 2002. Cypermethrin (sentetik piretroit)'in gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss)'nın alkalin fosfatez, kolesterol, glikoz ve kreatin aktivitesine etkisi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 33(4): 425-428.
6. Bayar, A.S., 2003. Tatlı su balığı Oreochromis niloticus'un gonad histolojisi üzerindeki piretroid pestisit deltamethrinin etkileri ve E vitaminin etkisi. Yüksek Lisans tezi, Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır.
7. Beutler, E., 1971. Red Cell Metabolism Manual of Biochemical Methods. Academic Press, London.
8. Beydemir, S.,Yilmaz, H., Ciftci, M., Kufrevioglu, O.I., 2003. Purification of glucose 6-phosphate dehydrogenase from goose erythrocytes and kinetic properties. Turkish Journal of Veterinary and Animal Sciences, 27: 1179-1185.

9. Beydemir, Ş., 2002. Koyun eritrositleri ve göz lensinden glukoz-6-fosfat dehidrogenaz enziminin saflaştırılması, karakterizasyonu, bazı ilaç ve kimyasal maddelerin inhibisyon veya aktivasyon kinetiklerinin incelenmesi. Doktora tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
10. Bradford, M.M., 1976. A rapid and sensitive method for the quantization of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248–251.
11. Büyükokuroğlu, M.E., Altıkat, S., Çiftçi, M., Banoğlu, Z.N., Göçer, F., 2001. Klorpromazin ve haloperidol'ün insan eritrosit glukoz 6-fosfat dehidrogenaz enzimi üzerine in vitro etkileri. Klinik Psikofarmokoloji Bülteni, 11:101-105.
12. Castillo, C.G., Montante, M., Dufour, L., Martinez, M.L., Jimenez-Capdeville, M.E., 2002. Behavioral effects of exposure to endosulfan and methyl parathion in adult rats. Neurotoxicology and Teratology, 24: 797–804.
13. Ceyhun, S.B., Şentürk, M., Erdoğan, O., Küfrevioğlu, Ö.İ., 2010. In vitro and in vivo effects of some pesticides on carbonic anhydrase enzyme from rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) gills. Pesticide Biochemistry and Physiology, 97: 177–181.
14. Comaklı, V., Akkemik, E., Ciftci, M., Kufrevioglu, O.I., 2013. Purification and characterization of glucose 6-phosphate dehydrogenase enzyme from rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) liver and investigation of the effects of some metal ions on enzyme activity. Toxicology and Industrial Health, 1-9.
15. Çam, M., 2011. Glukoz 6-fosfat dehidrogenaz enziminin çipura karaciğer ve solungaç dokularından saflaştırılması ve enzim aktivitesi üzerine bazı metallerin etkilerinin incelenmesi. Yüksek Lisans tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
16. Çiftçi, M., Adıgüzel, A., Erat, M., Şahin, F., 2004. Bacillus sp. (BA-142) bakterisinden glukoz 6-fosfat dehidrogenaz enziminin kısmen saflaştırılması ve bazı kinetik özelliklerinin belirlenmesi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 35(3-4): 151-158.
17. Doğan, S., 2006. The in vitro effects of some pesticides on carbonic anhydrase activity of Oncorhynchus mykiss and Cyprinus carpio carpio fish. Journal of Hazardous Materials A, 132: 171–176.
18. Erdogan, O., Hisar, O., Koroglu, G., Ciftci, M., 2005. Sublethal ammonia and urea concentrations inhibit rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) erythrocyte glucose 6-phosphate dehydrogenase. Comparative Biochemistry and Physiology Part C, 141: 145–150.
19. Finkel, T., Holbrook, N.J., 2000. Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing. Nature, 408(6809): 239-247.
20. Hopa, E., 2010. İnsan eritrositlerinden glukoz 6-fosfat dehidrogenaz enziminin saflaştırılması, bazı kumarin ve pestisitlerin etkilerinin araştırılması. Doktora tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir.
21. Hu, W., Zhi, L., Zhuo, M., Zhu, Q., Zheng, J., Chen, Q., Gong, Y., Liu, C., 2013. Purification and characterization of glucose 6-phosphate dehydrogenase from grass carp (Ctenopharyngodon idella) and inhibition effects of several metal ions on G6PD activity in vitro. Fish Physiology and Biochemistry, 39: 637–647.
22. Keha, E., Küfrevioğlu, Ö.İ., 2004. Biyokimya. Aktif Yayınevi, Erzurum.
23. Laemmli, U.K., 1970. Clevage of structural proteins during assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227: 680–683.
24. Lehninger, A.L., Nelson, D.L., Cox, M.M., 1993. Principles of Biochemistry. Worth Publishers, New York.
25. Morelli, A., Benatti, U., Gaetani, G.F., De Flora, A., 1978. Biochemical mechanisms of glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency. Proceedings of the National Academy of Sciences, 75: 1979–1983.
26. Ninfali, P., Orsenigo, T., Barociani, L., Rapa, S., 1990. Rapid purification of glucose-6 phosphate dehydrogenase from mammal's erythrocyte. Preparative Biochemistry, 20: 297–309.
27. Nordberg, J., Arner, E.S.J., 2001. Reactive oxygen species, antioxidants, and the mammalian thioredoxin system. Free Radical Biology and Medicine, 31(11): 1287-1312.
28. Sies, H., 1997. Oxidative stress: oxidants and antioxidants. Experimental Physiology, 82: 291-295.
29. Smith, C., Marks, A.D., Lieberman, M., 2007. Mark's Temel Tıbbi Biyokimyası Klinik Yaklaşım (Çeviri: İnal M E, Atik U, Aksoy N & Haşimi A). Güneş Tıp Kitabevleri, Ankara.
30. Şentürk, M., Ceyhun, S,B., Erdoğan, O., Küfrevioğlu, Ö,İ., 2009. In vitro and in vivo effects of some pesticides on glucose-6-phosphate dehydrogenase enzyme activity from rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) erythrocytes. Pesticide Biochemistry and Physiology, 95: 95–99.
31. Toros, S., Maden, S., 1991. Tarımsal Savaşım Yöntem ve İlaçları. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 1222, Ders Kitabı No: 352, Ankara.
32. Yu, B.P., 1994. Cellular defenses aganist damage from reactive oxygen species. Physiological Reviews, 74(1): 139-16