Induction of the Antioxidant Activity by Selenium Compounds in the  Aspergillus niger  Mycelium

P. A. Poluboyarinov; Полубояринов П. А.; A. V. Kuznetsova; Кузнецова А. В.; I. Ya. Moiseeva; Моисеева И. Я.; N. I. Mikulyak; Микуляк Н. И.; A. P. Kaplun; Каплун А. П.

doi:10.31857/S0132342323040371

Induction of the Antioxidant Activity by Selenium Compounds in the Aspergillus niger Mycelium

Autores: Poluboyarinov P.A.¹, Kuznetsova A.V.¹, Moiseeva I.Y.¹, Mikulyak N.I.¹, Kaplun A.P.²
Afiliações:
1. Penza State University
2. MIREA – Russian Technological University (Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)
Edição: Volume 49, Nº 5 (2023)
Páginas: 523-536
Seção: Articles
URL: https://journal-vniispk.ru/0132-3423/article/view/139256
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132342323040371
EDN: https://elibrary.ru/ODQTVF
ID: 139256

Citar

Texto integral

Acesso aberto
Acesso é fechado

Acesso está concedido
Acesso é fechado

Somente assinantes

Resumo
Sobre autores
Bibliografia
Arquivos suplementares
Estatísticas

Resumo

Investigation of the antioxidant activity (AOA) induction by selenium compounds (Na₂SeO₃, diacetophenonyl selenide (DAPS-25), L-selenocystine) in various organisms is interesting as a protection from stress induced cell membranes damages. A comparative analysis of the antioxidant activity of 23 amino acids was performed by coulometric titration with electrogenerated bromine and iodine. The activity decreases in the order: cystine > tryptophan > selenocystine > tyrosine > 3,3'-dimethyl-L-selenocystine > methionine. Only amino acids with sulfhydryl and selenol groups as more active reductants can interact with the electrogenerated iodine: cysteine > selenocysteine > threo-3-methyl-L-selenocysteine. Probably the correction of the antioxidant status at the amino acids level is based on the sulfhydryl and selenol groups in radicals. In case they are not enough, cystine, selenocystin, tryptophan, tyrosine, and methionine will act as scavenger-reductants. It was found that selenium compounds dose-dependently induce the total antioxidant activity of the A. niger mycelium and affect indicators of the antioxidant status (amino acid composition and catalase activity), which in turn stimulates the biomass accumulation. DAPS-25 and sodium selenite treatment at the high doses (0.025 mg Se/L) caused the greatest effect on the total AOA induction (3.4–5.5 times). Lower concentrations (0.0025–0.00025 mg Se/L) had a lesser effect (25.8–41.7%). Activity in samples with L-selenocystin increased by 1.6–43.3%. It is noted that the iodine antioxidant activity in the mycelium was generally lower than the bromine one.

Palavras-chave

selenium compounds, antioxidant activity, catalase, mycelium

Bibliografia

Jitca G., Osz B.E., Tero-Vescan A., Miklos A.P., Rusz C.M., Batrinu M.G., Vari C.E. // Antioxidants. 2022. V. 11. P. 1–30. https://doi.org/10.3390/antiox11030572
Блинохватов А.Ф., Денисова Г.В., Ильин Д.Ю. // Селен в биосфере / Под ред. Блинохватова А.Ф. Пенза: Пензенская гос. с.-х. академия, 2001. 322 с.
Santesmasses D., Mariotti M., Gladyshev V.N. // Antioxid. Redox Signal. 2020. V. 33. P. 525–536. https://doi.org/10.1089/ars.2020.8044
Zhang Y., Roh Y.J., Han S.J., Park I., Lee H.M., Ok Y.S., Lee B.C., Lee S.R. // Antioxidants (Basel). 2020. V. 9. P. 1–17. https://doi.org/10.3390/antiox9050383
Sies H. // Free Radic. Biol. Med. 1993. V. 14. P. 313–323. https://doi.org/10.1016/0891-5849(93)90028-s
Блинохватов А.Ф. // 9-R-сим-нонагидро-10-окса(халькогена) антрацены и соли 9-R-сим-октагидро-10-оксониа (халькогенониа) антрацена: дисc. докт. хим. наук. Саратов, 1993. 378 с.
Древко Б.И. // Патент RU 2051681 С1, 1996.
Полубояринов П.А., Голубкина Н.А. // Физиология растений. 2015. Т. 62. С. 396–403. [Poluboyarinov P.A., Golubkina N.A. // Russ. J. Plant Physiol. 2015. V. 62. P. 367–374.] https://doi.org/10.1134/S1021443715030164
Castillo-Godina R.G., Foroughbakhch-Pournavab R., Benavides-Mendoza A. // J. Agr. Sci. Tech. 2016. V. 18. P. 233–244.
Bebien M., Lagniel G., Garin J., Touati D., Vermeglio A., Labarre J. // J. Bacteriol. 2002. V. 184. P. 1556–1564. https://doi.org/10.1128/jb.184.6.1556-1564.2002
Строгов В.В., Родионова Т.Н. // Вестник ветеринарии. 2011. Т. 59. С. 150–152.
Wang H.W., Cai D.B., Xiao G.H., Zhao C.L., Wang Z.H., Xu H.M., Guan Y.Q. // Israeli J. Aquacult.-Bamidgeh. 2009. V. 61. P. 322–332.
Боряев Г.И., Гаврюшина И.В., Федоров Ю.Н. // С.-х. биол. 2010. Т. 45. С. 65–70.
Dzobo K., Naik Y.S. // South African J. Sci. 2013. V. 109. P. 1–8. https://doi.org/10.1590/sajs.2013/965
Golubkina N., Zamana S., Seredin T., Poluboyarinov P., Sokolov S., Baranova H., Krivenkov L., Pietrantonio L., Caruso G. // Plants (Basel). 2019. V. 8. P. 102. https://doi.org/10.3390/plants8040102
Misra S., Kwong R.W.M., Niyogi S. // J. Exp. Biol. 2012. V. 215. P. 1491–1501. https://doi.org/10.1242/jeb.062307
Полубояринов П.А., Елистратов Д.Г., Швец В.И. // Тонк. химич. технол. 2019. Т. 14. С. 5–24.
Casalbore G., Mastragostino M., Valcher S. // J. Electroanal. Chem. 1978. V. 87. P. 411–418.
Абуллин И.Ф., Будников Г.К. // Заводская лаб. 1998. Т. 64. С. 1–12.
Ramussen. B., Sorensen A., Gotfredsen H., Pittelkow M. // Chem. Commun. 2014. V. 50. P. 3716–3718. https://doi.org/10.1039/C4CC00523F
Sulfur in Organic and Inorganic Chemistry / Ed. Senning A. New York: Marcel Dekker, 1972.
Pleasants J.C., Guo W., Rabenstein D.L. // J. Am. Chem. Soc. 1989. V. 111. P. 6553–6558.
Hondal R.J., Ruggles E.L. // Amino Acids. 2011. V. 41. P. 73–89. https://doi.org/10.1007/s00726-010-0494-6
Блинохватов А.Ф., Денисова Г.В., Иванов А.И., Ильин Д.Ю. // Микология и фитопатол. 2000. Т. 34. С. 42–45.
Князева О.Е., Полубояринов П.А. // В сб. Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии. Межвузовский сборник научных трудов XIV Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием. Саратов, 2020. С. 64–67.
Kieliszek M., Blazejak S., Bzducha-Wrobel A., Kot A.M. // Biol. Trace Elem. Res. 1989. V. 187. P. 316–327.
Szabados L., Savoure A. // Trends Plant Sci. 2010. V. 15. P. 89–97.
Yuan L., Zhang R., Ma X., Yang L., Zheng Q., Chen D., Li M., Fan T., Liu Y., Pan L., Yin X. // Nutrients. 2018. V. 10. P. 318. https://doi.org/10.3390/nu10030318
Чикин Ю.А., Лихачев А.Н. // Микология и фитопатология. 1997. Т. 31. № 4. С. 54–61.
Полубояринов П.А., Моисеева И.Я., Микуляк Н.И., Голубкина Н.А., Каплун А.П. // Изв. высших учебных заведений. Сер. Химия и химич. технол. 2022. Т. 65. С. 19–29. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20226502.6466
Полубояринов П.А., Голубкина Н.А., Аниськов А.А., Моисеева И.Я., Глебова Н.Н., Швец В.И. // Биоорг. химия. 2019. Т. 45. С. 365–373. [Poluboyarinov P.A., Golubkina N.A., Aniskov A.A., Moiseeva I.J., Glebova N.N., Shvets V.I. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2019. V. 45. P. 241–247.] https://doi.org/10.1134/S1068162019040083
Лапин А.А. // МВИ-001-44538054-07. Суммарная антиоксидантная активность. Методика выполнения измерений на кулонометрическом анализаторе. Жердевка: ООО Концерн “Отечественные инновационные технологии”, 2011. 35 с.
Минеев В.Г., Сычев В.Г., Амельянчик O.A., Болышева Т.Н., Гомонова Н.Ф., Дурынина Е.П., Егоров B.C., Егорова Е.В., Едемская Н.Л., Карпова Е.А., Прижукова В.Г. // Практикум по агрохимии. Москва: изд-во МГУ, 2001. 689 с.
М-04-38-2009. Методика определения протеиногенных аминокислот в кормах и сырье. ООО “Люмэкс-маркетинг”. СПб., 2014. 49 с.
Панкратов А.Н., Цивилева О.М., Белобородая А.С., Цымбал О.А., Древко Я.Б. // Изв. Саратовского ун. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17. № 3. С. 286–298.