ABSTRACT
Title
Studio preliminare sul comportamento della “Green Fluorescent Protein” di Aequorea coerulescens in presenza di metalli potenzialmente tossici
Authors
T. Masullo1, V. Vetri2, A. Cuttitta1, A. Nicosia1, V. Militello2, P. Censi1,3, S. Mazzola1
1IAMC-CNR U.O.S. di Capo Granitola, Via del Faro n.4 – Torretta Granitola 91026, Campobello di Mazara (TP)
2Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche e CIBA (Centro Interdipartimentale di Biotecnologie Applicate), Università di Palermo, Via Archirafi 36, Palermo
3Dipartimento di Scienze della Terra e del Mare DiSTeM, Università di Palermo, Via Archirafi 36, Palermo
1IAMC-CNR U.O.S. di Capo Granitola, Via del Faro n.4 – Torretta Granitola 91026, Campobello di Mazara (TP)
2Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche e CIBA (Centro Interdipartimentale di Biotecnologie Applicate), Università di Palermo, Via Archirafi 36, Palermo
3Dipartimento di Scienze della Terra e del Mare DiSTeM, Università di Palermo, Via Archirafi 36, Palermo
Abstract
Le Green Fluorescent Protein (GFP) sono ampiamente utilizzate nelle scienze biomediche come sonde non invasive per studiare differenti modelli biologici: da cellule individuali ad interi organismi (Tsien, 1998).In natura, la GFP è una componente del sistema bioluminescente di A. Victoria. Tuttavia, la scoperta di proteine GFP-like in celenterati non bioluminescenti indica come tali proteine non siano necessariamente legate al fenomeno della bioluminescenza. Similmente ad altri organismi marini, Aequorea coerulescens può produrre flashes di luce in risposta ad uno stimolo esterno quale ad esempio una radiazione elettromagnetica con specifica lunghezza d’onda (Gurskaya et al., 2003). La GFP ha una funzione foto protettiva.
In studi recenti le GFPs sono state impiegate per comprendere l’effetto di metalli pesanti e/o essenziali sull’intensità della fluorescenza emessa da tali proteine. A riguardo esiste una varietà di informazioni relative all’effetto di quenching ed enhanced determinato dalla presenza di metalli nel sistema fluorescente. Ad esempio la presenza di Hg (Bozkurt and Cavas, 2009) e Cu (Isarankura-Na-Ayudhya et al., 2009) suggerisce una forte influenza sull’estinzione della fluorescenza emessa dalla GFP rispetto a Ca e Zn che con concentrazioni ˃500 µM mostrano effetti limitati (Isarankura-Na-Ayudhya et al., 2009).
Nel presente lavoro viene descritto il comportamento della GFP ricombinante proveniente da A. coerulescens (Clontech) “rAcGFP1” in presenza di contaminanti ambientali come cadmio, nichel, piombo e rame, attraverso l’uso della spettroscopia UV-Visibile.
Trattasi di metalli che vengono accumulati nei lipidi di organismi biologici attraverso i fenomeni di biomagnificazione e bioaccumulo. Tali metalli risultano potenzialmente pericolosi poiché quando vengono assorbiti e metabolizzati dagli organismi, vengono convertiti in composti organometallici, i quali a loro volta sono trasferiti nelle cellule, interferendo con le normali funzioni biologiche.
Lo studio spettro fluorimetrico è stato condotto sul sistema fluorescente controllo e su quello trattato con le soluzioni dei metalli a concentrazione crescente (range da 1 a 100 µM), con l’obiettivo di valutare la sensibilità della risposta della proteina fluorescente ai differenti inquinanti utilizzati sia in termini qualitativi che quantitativi.
Riferimenti bibliografici
Bozkurt S.S., Cavas L., 2009. Can Hg(II) be Determined via Quenching of the Emission of Green Fluorescent Protein from Anemonia sulcata var. smaragdina? Applaied Biochemistry and Biotechnology.
Gurskaya, N.G., Fradkov, A.F., Pounkova, N.I., Staroverov, D.B., Bulina, M.E., Yanushevich, Y.G., Labas, Y.A., Lukyanov, S., Lukyanov, K.A., 2003. Biochemical Journal, 373, 403-408.
Isarankura-Na-Ayudhya, C., Tantimongcolwat, T., Galla, H.-J., Prachayasittikul, V., 2009. Biological Trace Element Research, 134, 352-363.
Tsien R.Y., 1998. Annual Review of Biochemistry, 67, 509-544.
In studi recenti le GFPs sono state impiegate per comprendere l’effetto di metalli pesanti e/o essenziali sull’intensità della fluorescenza emessa da tali proteine. A riguardo esiste una varietà di informazioni relative all’effetto di quenching ed enhanced determinato dalla presenza di metalli nel sistema fluorescente. Ad esempio la presenza di Hg (Bozkurt and Cavas, 2009) e Cu (Isarankura-Na-Ayudhya et al., 2009) suggerisce una forte influenza sull’estinzione della fluorescenza emessa dalla GFP rispetto a Ca e Zn che con concentrazioni ˃500 µM mostrano effetti limitati (Isarankura-Na-Ayudhya et al., 2009).
Nel presente lavoro viene descritto il comportamento della GFP ricombinante proveniente da A. coerulescens (Clontech) “rAcGFP1” in presenza di contaminanti ambientali come cadmio, nichel, piombo e rame, attraverso l’uso della spettroscopia UV-Visibile.
Trattasi di metalli che vengono accumulati nei lipidi di organismi biologici attraverso i fenomeni di biomagnificazione e bioaccumulo. Tali metalli risultano potenzialmente pericolosi poiché quando vengono assorbiti e metabolizzati dagli organismi, vengono convertiti in composti organometallici, i quali a loro volta sono trasferiti nelle cellule, interferendo con le normali funzioni biologiche.
Lo studio spettro fluorimetrico è stato condotto sul sistema fluorescente controllo e su quello trattato con le soluzioni dei metalli a concentrazione crescente (range da 1 a 100 µM), con l’obiettivo di valutare la sensibilità della risposta della proteina fluorescente ai differenti inquinanti utilizzati sia in termini qualitativi che quantitativi.
Riferimenti bibliografici
Bozkurt S.S., Cavas L., 2009. Can Hg(II) be Determined via Quenching of the Emission of Green Fluorescent Protein from Anemonia sulcata var. smaragdina? Applaied Biochemistry and Biotechnology.
Gurskaya, N.G., Fradkov, A.F., Pounkova, N.I., Staroverov, D.B., Bulina, M.E., Yanushevich, Y.G., Labas, Y.A., Lukyanov, S., Lukyanov, K.A., 2003. Biochemical Journal, 373, 403-408.
Isarankura-Na-Ayudhya, C., Tantimongcolwat, T., Galla, H.-J., Prachayasittikul, V., 2009. Biological Trace Element Research, 134, 352-363.
Tsien R.Y., 1998. Annual Review of Biochemistry, 67, 509-544.