Детоксикация тяжелых металлов (кадмия) на примере приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат биологических наук Жуковская, Авианна Фаязовна

• Жуковская, Авианна Фаязовна
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Жуковская, Авианна Фаязовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Кадмий. Токсикология и биохимические аспекты аккумуляции кадмия.

1. 2. Роль металлсвязывающих лигандов в механизме защиты организма против токсичности кадмия.

1.3. Биохимия металлотионеинов. Определение, классификация. Функциональные аспекты. Эволюция МТ.

1. 4. Экологическое состояние залива Петра Великого.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Район работ.

2.2. Характеристика объекта исследования.

2.3. Описание эксперимента.

2.4. Биохимические методы исследования.

2.4.1. Выделение и очистка кадмий-связывающего белка (Roesijadi et al.,

1989; Tompson and Sutherland 1992).

2.4.2. Определение молекулярной массы SDS-электрофорезом.

2.4.3. Определение белка.

2.4.6. Определение аминокислотного состава.

2.4.7. Определение металлов.

2.4.8. Определение общей антирадикальной активности.

2.4.9. Определение каталазной активности (ЕС 1.11.1.6).

2.4.10. Определение глутатионредуктазной активности (ЕС 1.6.4.2).

2.4.11. Определение супероксиддисмутазной активности (ЕС 1.15.1.1).

ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ Cd-СВЯЗЫВАЮЩИХ БЕЖОВ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ.

3.1. Cd-связывающие белки пищеварительной железы двустворчатых моллюсков.

3.2. Распределение Cd в цитоплазматических белках.

3.2.1. Приморский гребешок (Mizuhopecten yessoensis).

3.2.2. Мидия тихоокеанская (Mytilus trossulus).

3.2.3. Перонидия жилковатая (Peromelia venulosa).

3.2.4. Мерценария Стимпсона (Mercenaria stimpsoni).

ГЛАВА 4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ЧАСТИЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВУХ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КАДМИЙ-СВЯЗЫВАЮЩИХ БЕЖОВ ПРИМОРСКОГО ГРЕБЕШКА MIZUHOPECTEN YESSOENSIS.

ГЛАВА 5. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗНОВОЗРАСТНЫХ ГРУПП ПРИМОРСКОГО ГРЕБЕШКА MIZUHOPECTEN YESSOENSIS В АДАПТАЦИИ К КАДМИЮ.

5.1. Особенности механизма адаптации годовалых особей приморского гребешка М. yessoensis к кадмию.

5.2 .Особенности механизма адаптации двухлетних особей приморского гребешка М. yessoensis к кадмию.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Детоксикация тяжелых металлов (кадмия) на примере приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis»

Актуальность работы.

Антропогенное воздействие на водоемы сопровождается поступлением в водную среду токсикантов различного происхождения и разного химического состава. Среди них: метаболиты и токсины, образующиеся в результате жизнедеятельности организмов, таких как, например, сине-зеленые водоросли; а также пестициды, поверхностно-активные вещества и многие другие, в том числе и тяжелые металлы (ТМ) как результат активного антропогенного вмешательства. При изучении их влияния на организм, весьма существенным является вопрос о том, какие звенья системы метаболизма в организме гидробионтов обуславливают их резистентность в условиях интоксикации.

Наиболее уязвимым и показательным звеном действия различных поллютантов являются морские беспозвоночные. Занимая литоральное и бентальное место на океаническом шельфе, данная группа организмов является наиболее подверженной флуктуациям в солености, в значении температуры и кислородной доступности. В результате сдвигов в функционировании биохимических регуляторных систем, сопровождающихся, как правило, либо активацией процессов, либо, наоборот, затуханием, особо остро встает вопрос об уязвимости биохимического аппарата, либо, наоборот, о механизмах адаптации к абиотическим, биотическим факторам и антропогенным факторам. Что касается проблемы антропогенного загрязнения водной среды, то особую тревогу экотоксикологов вызывает рост в биосфере концентраций ТМ, не использующихся биологическими системами для поддержания жизни. К этой категории металлов относится высокотоксичный металл кадмий. Однако существует общее мнение, что у организмов различного уровня организации в процессе эволюции сформировался механизм детоксикации, в основе которого лежит связывание и изоляция токсичного иона кадмия, препятствующее взаимодействию его с чувствительными биоструктурами клетки (ЗЬекоп е1 а1.,

1986; Fowler, 1992; Metían et al., 2008). При этом, основную роль в этом механизме осуществляют специальные белки (стресс-белки) -металлотионеины (МТ), которые были найдены во всех организмах, как в беспозвоночных, так и в позвоночных, включая млекопитающих (Klaverkamp, Duncan, 1987; Saito, 1995; Hansen et al., 1997; Vergani et al., 2005).

Среди морских беспозвоночных приморский гребешок Mizuhopecten yessoensis способен извлекать и концентрировать в мягких тканях кадмий, без какого-либо видимого патологического эффекта, даже из чистых вод, в которых концентрации этого ТМ не превышают допустимого фона (Evtushenko Z.S. et al., 1986). Это уникальное свойство приморского гребешка свидетельствует о том, что двустворчатый моллюск М. yessoensis имеет хорошо развитые механизмы адаптации к высоким концентрациям кадмия в окружающей среде. Однако на сегодняшний день мало известно о механизмах устойчивости приморского гребешка М. yessoensis к кадмию, опосредованных кадмий-связыващими белками.

Цель работы: исследовать основные биохимические механизмы адаптации приморского гребешка М. yessoensis к кадмию.

Основные задачи исследования:

1. Исследовать внутриклеточное распределение кадмия и идентифицировать Cd-связывающие белки в пищеварительной железе приморского гребешка М. yessoensis и некоторых видов двустворчатых моллюсков (Mytilus trossulus, Peronidia venulosa, Mercenaria stimpsoni).

2. Выявить влияние аккумуляции кадмия на изменение концентрации Cd-связывающих белков в клетках пищеварительной железы приморского гребешка М. yessoensis и сравнить с другими представителями двустворчатых моллюсков (М trossulus, Р. venulosa, М. stimpsoni).

3. Идентифицировать и охарактеризовать биохимические механизмы адаптации приморского гребешка М. yessoensis к кадмию.

4. Выявить особенности в механизмах адаптации к кадмию у годовалых и двухгодовалых особей приморского гребешкаМ уе55отш.

Научная новизна работы: Впервые показано, что приморский гребешок М. обладает уникальным механизмом адаптации к кадмию, представленным двумя высокомолекулярными белками 72 и 43 кДа. Белок 72 кДа является гликопротеином. Впервые охарактеризованы биохимические механизмы адаптации неполовозрелых особей приморского гребешка к высоким концентрациям кадмия в окружающей среде. Впервые показана способность кадмий-связывающих белков приморского гребешка поглощать свободные радикалы.

Практическая значимость. Результаты исследования применимы для комплексного биологического мониторинга акваторий, т. е. оценки состояния биоты как результата антропогенного вмешательства.

Результаты работы могут быть использованы профессорско-преподавательским составом ВУЗов РФ в специализированных лекционных циклах, рассматривающих вопросы о проблеме биохимической адаптации и биохимической токсикологии.

Основные защищаемые положения

1. У приморского гребешка обнаружена высокоэффективная биохимическая система детоксикации тяжелых металлов, которая представлена комплексом кадмий-связывающих белков (72 и 43 кДа), центральное место среди которых принадлежит гликопротеину 72 кДа. Основной кадмий-связывающий белок 72 кДа является уникальным, не встречающимся в других представителях беспозвоночных. По характеристикам его можно отнести к МТ - подобным белкам.

2. На примере ранних возрастных групп показано, что неполовозрелые особи М. уе88оет15 обладают хорошо развитой системой адаптации к тяжелым металлам (кадмию). Адаптация неполовозрелых особей приморского гребешка достигается за счет связывания металлов с белком не только 72 кДа и с белком 43 кДа, но и с белком с молекулярной массой 120 кДа, который характерен только для данной возрастной группы.

Личный вклад. Автор лично принимал участие в экспериментальных лабораторных и полевых работах, где занимался отбором проб. Также автором была выполнена основная часть подготовки проб для биохимического анализа. Результаты, изложенные в диссертации, получены лично автором либо на равных правах с соавторами. Все расчеты и интерпретация данных сделаны лично автором.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 работы, в том числе 6 статей, две из них в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на: региональной научной конференции «Исследования в области физико-химической биологии и биотехнологии» (ТИБОХ ДВО РАН, Владивосток 2004г); 15-ом международном симпозиуме «Экология 2006» (Болгария 2006 г.); молодежных конференциях ТОЙ ДВО РАН (Владивосток, 2008, 2009 гг.); IX и X Дальневосточных школах по актуальным проблемам химии и биологии (ТИБОХ ДВО РАН, 2005, 2006 гг.); 2-ой научной конференции стран СНГ «Современные проблемы физиологии и биохимии водный организмов» (Республика Карелия, 2007 г.); международных научных конференциях «Физиомар 08» (Франция, Брест 2008г.), и на международной конференции «17th International Pectinid Workshop» (Испания, 2009 г), на семинарах лаборатории Морской экотоксикологии ТОЙ ДВО РАН.

Благодарности. Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю, д.б.н., ст.н.с. В.П. Челомину за всестороннюю помощь в процессе работы над рукописью, искреннюю признательность всему коллективу лаборатории Морской экотоксикологии, отдельная огромная благодарность к.б.н. Бельчевой H.H. за неоценимый вклад в развитие и помощь в постановке методик, а так же за ценные рекомендации и консультации. Отельные слова благодарности автор приносит сотрудникам ИБМ: сотруднику лаборатории физиологии к.б.н. В.Я. Кавуну за сбор материала и помощь в сборе материала, сотруднику лаборатории фармакологии к.б.н. В.В. Кумейко за консультации и методической помощи, также сотруднице лаборатории сравнительной цитологии И.Ю. Петровой за неоценимую помощь в подготовке проб.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 124 страницах, состоит из введения, 5 глав и выводов, содержит 29 рисунков, 4 таблицы и список литературы, включающий 176 наименования, из которых 153 на иностранном языке.

Заключение диссертации по теме «Экология (по отраслям)», Жуковская, Авианна Фаязовна

ВЫВОДЫ

1. Найдено, что среди исследованных видов двустворчатых моллюсков наиболее высокое сродство к кадмию присуще Cd-связывающим белкам пищеварительной железы приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis. Mytilus trossulus и Peronidia venulosa способны аккумулировать кадмий за счет белков МТ-типа. Mercenaria stimpsoni не аккумулирует кадмий и Cd-связывающие белки в пищеварительной железе не выявлены.

2. Распределение кадмия среди термостабильных цитоплазматических белков в приморском гребешке М. yessoensis показывает, что этот металл связывается с высокомолекулярными белками (72 и 43 кДа). Основным Cd-связывающим белком является гликопротеин с молекулярной массой 72 кДа, который по своим биохимическим характеристикам существенно отличается от металлотионеинов и известных металлотионеин - подобных белков.

3. Установлено, что Cd-связывающие белки пищеварительной железы приморского гребешка М, yessoensis вне зависимости от возраста связывают и физиологически важные металлы Zn и Си. При этом в особях приморского гребешка из экологически чистой акватории основной металл, связанный с исследуемыми белками - цинк. При повышенном содержании кадмия в окружающей среде происходит перераспределение металлов в кадмий-связывающих белках. Основным связанным металлом становится кадмий.

4. Обнаружено, что Cd-связывающие белки пищеварительной железы приморского гребешка М. yessoensis способны поглощать кислородные радикалы, а, следовательно, являются одним из компонентов антиоксидантной защиты в приморском гребешке.

5. Показано, что в неполовозрелых особях приморского гребешка М. yessoensis присутствуют три высокомолекулярных белка, участвующих в связывании кадмия (120 кДа, 72 кДа и 43 кДа). Белок 120 кДа характерен только для данной возрастной группы. Однако функция связывания кадмия элиминируется уже у двухгодовалых особей как в условиях повышенной нагрузки кадмием, так и в благоприятных условиях обитания вида.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Жуковская, Авианна Фаязовна, 2012 год

1. Аникиев В.В., Перепелица С.А., Шумилин E.H. Оценка влияния антропогенных и природных источников на пространственное распределение тяжелых металлов в донных осадках залива Петра Великого, Японское море // Геохимия. 1993. № 9. С. 1328-1340.

2. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге биологических систем // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 5. С. 23-29.

3. Ващенко М.А. Загрязнение залива Петра Великого Японского моря и его биологические последствия// Биология моря. 2000. Т. 26. № 3. С. 149159.

4. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия. 1962. № 7. С. 555-571.

5. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 году». М.: Государственный центр экологических программ. 1999. 574 с.

6. Деревянко А.П. Российское Приморье на рубеже третьего тысячелетия (1858— 1998 гг.). Владивосток: Дальнаука. 1999. 445 с.

7. Долговременная программа охраны природы и рационального использования природных ресурсов Приморского края до 2005 г. Экологическая программа. Часть 2. Владивосток: Дальнаука. 1992. 276 с.

8. Евсеев Г.А., Яковлев Ю.М. Двустворчатые моллюски дальневосточных морей. Владивосток: ПК Поликон. 2006. 120 с.

9. Жуковская А.Ф., Бельчева H.H., Челомин В.П. Идентификация и частичная характеристика двух высокомолекулярных кадмий-связывающих белков приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis II Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки». №3. 2011. С. 36—42.

10. Информационные ресурсы ТОЙ. Океанография. Природопользование, состояние и тенденции изменений морской среды прибрежных районов России в Японском море. Оценка воздействия на природную среду и биоресурсы залива Петра Великого, http://www.pacificinfo.ru/.

11. Лукьянова О.Н. Молекулярные биомаркеры. Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2001. 196 с.

12. Никаноров A.M., Жулидов A.B., Покаржевский А.Д. Биомониторинг тяжелых металлов в пресных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат. 1985.

13. Ноздрюхина J1.P., Нейко Е.М., Ванджура И. П. Микроэлементы и атеросклероз. М.: Наука. 1985. 221 с.

14. Огородникова A.A. Эколого-экономическая оценка воздействия береговых источников загрязнения на природную среду и биоресурсы залива Петра Великого. Владивосток: ТИНРО-Центр. 2001. 193 с.

15. Патин С.А., Морозов Н.П. Микроэлементы в морских организмах и экосистемах//М.: Пищепромиздат. 1981. 153 с.

16. Перепелица С.А. Оценка антропогенного воздействия на распределение микроэлементов в прибрежной зоне залива Петра Великого. Автореф. дис. канд. геогр. наук. Владивосток: ТИТ ДВО РАН. 1994. 24 с.

17. Подорванова Н.Ф., Ивашинникова Т.С., Петренко B.C., Хомичук JI. С. Основные черты гидрохимии залива Петра Великого (Японское море). Владивосток. 1989. 201 с.

18. Силина А.В., Овсянникова И.И. Многолетние изменения в сообществе приморского гребешка и его эпибионтов в загрязненной части Амурского залива Японского моря // Биология моря. 1995. Т. 21. № 1. С. 59-66

19. Христофорова Н.К., Шулькин В.М., Кавун В.Я., Чернова Е.Н. Тяжелые металлы в промысловых и культивируемых моллюсках залива Петра Великого. Владивосток: Дальнаука. 1993. 296 с.

20. Челомин В.П. Экотоксикологические аспекты биоаккумуляции кадмия (на примере морских двустворчатых моллюсков). Автореф. дис. док. биол. наук. Владивосток: ТОЙ ДВО РАН. 1998.

21. Челомин В.П., Бельчева Н.Н., Захарцев М.В. Биохимические механизмы адаптации мидии Mytilus trossulus к ионам кадмия и меди // Биол. моря. 1998. Т. 24. №5. С. 319-325.

22. Abel J., Ruiter N. Inhibition of hydroxy 1-radical-generated DNA degradation by metallothionein // Toxicol. Lett. 1989. Vol. 47. P. 191-196.

23. Aksnes A., Njaa L.R. Catalase, glutathione peroxidase and superoxide dismutase in different fish species // Сотр. Biochem. Physiol. 1981. Vol. 69 b. P. 893-896.

24. Albergoni V., Piccinni E. Biological response to trace metals and their biochemical effects // Trace Element Speciation in Surface Waters and Its Ecological Implications. Ed. by Albergoni V., L.: Academic Press. 1983. P. 159-175.

25. Bauman J.W., Liu J., Liu Y.P., Klaassen C.D. Increase in metallothionein produced by chemicals that induce oxidative stress // Toxicol. Appl. Pharmacol. 1991. Vol. 110. P. 347-354.

26. Bebiano M., Serafim M. and Rita M. Involvement of metallothionein in cadmium accumulation and elimination in the clam Ruditapes decussata // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1994. Vol. 53. P. 726732.

27. Berger В., Hunziker P.E., Hauer C.R., Birchler N., Dallinger R. Mass spectrometry and amino acid sequencing of two cadmium-binding metallothionein isoformsfrom the terrestrial gastropod Arianta arbustorum // Biochem J. 1995. Vol. 311. №3. P. 951-957.

28. Binz P.-A., Kagi J.H.R. Molecular Evolution of Metallothioneins: Contributions from coding and non-coding Regions/ Second European Meeting of the Protein Society in Cambridge (UK). 1997.

29. Boyle E.A., Sclater F., Edmond J.M. On the marine geochemistry of cadmium // Nature. 1976. Vol. 263. P. 42-44.

30. Bremner I., Beattie J.H. Metallothionein and trace minerals // Ann. Rev. Nutr. 1990. Vol. 10. P. 63-83.

31. Brown B.E. The form and function of metal-containing «granules» in invertebrate tissues // Biol. Rev. 1982. Vol. 57. P. 621-627.

32. Bruland K. W. Trace elements in seawater // Chemical Oceanography. Vol. 8. Eds. by Riley J.P., Chester R., L.: Acad. Press. 1983. P. 157-220.

33. Cai L., Cherian M.G. Zinc-metallothionein protects from DNA damage induced by radiation better than glutathione and copper- or cadmium-metallothioneins // Toxicol. Lett. 2003. Vol. 136. P. 193-198.

34. Canterford G.S., Canterford D.R. Toxicity of heavy metals to the marine diatom Ditylum brightwelli (West) Grunow: correlation between toxicity and metal speciation // J. Mar. Biol. Ass. U.K. 1980. Vol. 60. P. 243-253.

35. Capasso C., Nazzaro F., Marulli F., Capasso A., La Cara F., Parisi E. Identification of a high-molecular-weight cadmium-binding protein in copper-resistant Bacillus acidocaldarius cells // Res. Microbiol. 1996. Vol. 147. № 4. P. 287-296.

36. Carpene E. Metallothionein in marine mollusks // Ecotoxicology of Metals in Invertebrates, Eds. by Dallinger R., Rainbow P.S., L.: Lewis Publ., 1993. P. 55-72.

37. Chandran R., Sivakumar A., Mohandass S., Aruchami M. Effect of cadmium and zinc on antioxidant enzyme activity in the gastropod Achatina filica II Comp. Biochem. Physiol. 2005. Vol. 140 C. P. 422^126.

38. Chelomin V.P., Bobkova E.A., Lukyanova O.N., Chekmasova N.M. Cadmium-induced alterations in essential trace element homoeostasis in the tissues of scallop Mizuhopecten yessoensis II Comp. Biochem. Physiol. 1995. Vol. 110. № 3. P. 329-335.

39. Chen M.L. and Failla M.L. Degradation of zinc-metallothionein in monolayer culture of rats hepatocytes // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1989. Vol. 191. P. 130-138.

40. Cherian G., Jayasurya A., Bay B.H. Metallothioneins in human tumors and potential roles in carcinogenesis // Mutat. Res. 2003. Vol. 533. P. 201-209.

41. Choudhuri S., McKim J.M.Jr., Klaassen C.D. Role of hepatic lysosomes in the degradation of metallothionein // Toxicol. Appl. Pharmacol. 1992. Vol. 115. P. 64-71.

42. Coombs T.L., George S.G. Mechanisms of immobilization and detoxication of metals in marine organisms // Physiology and Behavior of Marine Organisms. Eds. by McLusky D.S., Berry A.J., Oxford: Pergamon Press. 1978. P. 179-187.

43. Dallinger R. Strategies of metal detoxification in terrestrial invertebrates// Ecotoxocology of Metals in invertebrates. Eds. by Dallinger R., Rainbow P.S., L.: Lewis Publ., 1993. P. 245-289.

44. Dallinger R., Berger B., Gruber C., Sttirzenbaum S. Metallothioneins in Terrestrial Invertebrates: Structural Aspects, Biological Significance, and Implications for their Use as Biomarkers // Cell. Mol. Biology. 2000. Vol. 46(2). P. 331-346.

45. Dalton T., Paria B.C., Fernando L.P., Huet-Hudson Y.M., Dey S.K., et al. Activation of the chicken metallothionein promoter by metals and oxidative stress in cultured cells and transgenic mice // Comp. Biochem. Physiol. 1997. Vol. 116. P. 75-86.

46. Depledge M.N., Aagaard A., Gyorkos P. Assessment of trace metal toxicity using molecular, physiological and behavioral biomarkers // Mar. Biol. Bullet. 1995. Vol. 31. P. 19-27.

47. Dohi Yoshiko, Ohba Kunihiro, Yoneyama Yashimasa. Purification and properties of two cadmium-binding glycoproteins from the hepatopancreas of a whelk, Buccinum tenuissimum II Biochimica et Biophysica Acta. 1983. Vol. 745. P. 50-60.

48. Dubois M., Gilles K.A., Hamilton J.K., Rebers P.A. and Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances // Anal. Chem. 1956. Vol. 28. P. 350-356.

49. Durnam D.M, Perrin F., Gannon F., Palmiter R.D. Isolation and characterization of the mouse metallothionein-I gene // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1980. No.77(11) P. 6511-6515.

50. Eaton A. Marine geochemistry of cadmium // Mar. Chem. 1976. Vol. 4. P. 141-154.

51. Ellman, G.L. Tissue sulphhydryl groups // Arch. Biochem. Biophys. 1959. Vol. 82. P. 70-77.

52. Erk M., Ruus A., Ingebrigtsen K., Hylland K. Cadmium accumulation and Cd-binding proteins in marine invertebrates a radiotracer study // Chemosphere. 2005. Vol. 61. P. 1651-1664.

53. Evans I.M., Gatehouse L.N., Robinson N.J., Croy R.R.D. A gene from pea (Pisum sativum L.) with homology to metallothionein genes // FEBS Lett. 1990. Vol. 262. P. 29-32.

54. Everaarts J.M. Uptake and release of cadmium in various organs of the common mussel, Mytilus edulis (L.) // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1990. Vol. 45. P. 560-567.

55. Evtushenko Z.S., Belcheva N.N., Lukyanova O.N. Cadmium accumulation in organs of the scallop Mizuhopecten yessoensis—II. Subcellular distribution of metals and metal-binding proteins // Comp. Biochem. Physiol. 1986. Vol. 83 C. №2. P. 377-383.

56. Feldman S.L., Failla, M.L., Cousins R.J. Degradation of rat liver metallothioneins in vitro // Biochim. Biophys. Acta. 1978. Vol. 544. P. 638-646.

57. Fenik S.I., Solodushko V.G., Kaliniak T.B., Blium I.B. The role of Cd-binding proteins and phytochelatins in the formation of cadmium resistance in Nicotiana plumbaginifolia cell lines // Tsitol. Genet. 2007. Vol. 41. № 1. P. 915.

58. Fowler B.A. Mechanisms of kidney cell injury from metals // Environmental Health Perspective. 1992. Vol. 100. P. 57-63.

59. Fox H.M., Ramage H.A. Spectrographic analysis of animal tissues // Proc. R. Soc.1.nd. Ser. B. 1931. Vol. 108. P. 157-173. Fridovich I. Overview: biological sources of O2" // Methods in Enzymology. 1984. V. 105. P. 59-61.

60. Gabbot P.A., Bayne B.L. Biochemical effects of temperature and nutritive stress on

61. Han S.J., Park J.S., Lee I.S. Accumulation and elimination of cadmium and zinc in the Asian periwinkle Littorina brevicula // J. Environ. Sci. Health. A Tox. Hazard Subst. Environ. Eng. 2003. Vol. 38. P. 965-974.

62. Hansen C., Ablett E., Green A., Sturm R.A., Dunn I.S., Fairlie D.P., West M.L., Parsons P.G. Biphasic response of the metallothionein promoter to ultraviolet radiation in human melanoma cells // Photochem. and Photobiol. 1997. Vol. 65. №3. P. 550-555.

63. Hart B.A., Gong Q., Eneman J.D., Durieux-Lu C.C., Kimberly P., Hacker M.P. Increased oxidant resistance of alveolar macrophages isolated from rats repeatedly exposed to cadmium aerosols // Toxicology. 1996. Vol. 107. P. 163-175.

64. Janssen H.H., Scholz N. Uptake and cellular distribution of cadmium in Mytilus edulis II Mar. Biol. 1979. Vol. 55. P. 133-141.

65. Kagi J.H.R, Schaffer A. Biochemistry of metallothionein // Biochemistry. 1988. Vol. 27. P. 8509-8515.

66. Kagi J.H.R. and Valli B.L. Metallothionein: A cadmium and zinc-containing protein from equine renal cortex // J. Biol. Chemistry. 1960. Vol. 235. P. 3460-3465.

67. Kagi J.H.R., Kojima Y. Chemistry and biochemistry of metallothionein. Metallothionein II. Eds. by Kagi J.H.R., Kojima Y., Basel: Birkhauser Verlag. 1987. P. 25-61.

68. Kang Y.-J., Enger M.D. Glutathione is involved in the early cadmium cytotoxic response in human lung carcinoma cells // Toxicology. 1988. Vol. 48. P. 93101.

69. Kershaw W.C., Klaassen C.D. Degradation and metal composition of hepatic isometallothioneins in rats // Toxicol. Appl. Pharmacol. 1992. Vol. 112. P. 2431.

70. Klaverkamp J.F. and Duncan D.A. Acclimation to cadmium toxicity by white suckers: cadmium binding capacity and metal distribution in gill and liver cytosol // Env. Toxicol. Chem. 1987. Vol. 6. P. 275-289.

71. Maret W. The function of zinc metallothionein: A link between cellular zinc and redox state // J. Nutr. 2000. Vol. 130. P. 1455-1458.

72. Margoshes M., Vallee B., L. A cadmium protein from equine kidney cortex // J. Amer. Chem. Soc. 1957. Vol. 79. P. 4813-4814.

73. Marigomez J.A., Cajaraville M.P., Angulo E. Cellular cadmium distribution in the common winkle, Littorina littorea exposed to cadmium// Histochemistry, 1990. Vol. 94. P. 191-199.

74. Mason A.Z., Nott J.A. The role of intracellular biomineralized granules in the regulation and detoxification of metals in gastropods with special reference to the marine prosobranch Littorina littoreall Aquat. Toxicol. 1981. Vol. 1. № 34. P. 239-256.

75. Masters B.A., Quaife J., Erickson J.C., Kelly E.J., Froelick G.J., Zambrowicz B.P., Brinster R.L., Palmiter R.D. Metallothionein III is expressed in neurons that sequester zinc in synaptic vesicles // J. Neurosci. 1994. Vol. 14. P. 5844-5857.

76. Mates J.M., Sanchez-Jimenez F. Antioxidant enzymes and their implications in pathophysiological processes // Frontiers in Bioscience. 1999. Vol. 4. P. 339345.

77. McKim J.M.Jr., Choudhuri S., Klaassen C.D. In vitro degradation of apo-, zinc-, and cadmium-metallothionein by cathepsins B, C, and D // Toxicol. Appl. Pharmacol. 1992. Vol. 116. P. 117-124.

78. Mello-Filho A.C., Chubatsu L.S., Meneghini R. V79 Chinese-hamster cells rendered resistant to high cadmium concentration also become resistant to oxidative stress // Biochem. J. 1988. Vol. 256. P. 475^79.

79. Metian M., Bustamante P., Oberhansli F., Teyssie J.-L., Warnau M. Interspecific comparisons of Cd bioaccumulation in European Pectinidae (Chlamys varia and Pecten maximus) // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2007. Vol. 353. P. 58-67.

80. Metian M., Warnau M., Cosson R.P., Oberhansli P., Bustamante P. Bioaccumulation and detoxification processes of Hg in the king scallop Pecten maximus: field and laboratory investigations // Aquatic Toxicology. 2008. Vol. 90. P. 204-213.

81. Miles A.T., Hawksworth G.M., Beattie J.H., Rodilla V. Induction, regulation, degradation, and biological significance of mammalian metallothioneins // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2000. Vol. 35. P. 35-70.

82. Min K.S., Nishida K., NakaharaY., Onosaka S. Protective effect of metallothionein on DNA damage induced by hydrogen peroxide and ferric ionnitrilotriacetic acid // Metallothionein IV. Ed. C. Klaassen. Basel: Birkhauser Verlag, 1999. P. 529-534.

83. Mosleh Y.Y., Paris-Palacios S., Biagianti-Risbourg S. Metallothioneins induction and antioxidative response in aquatic worms Tubifex tubifex (Oligochaeta, Tubificidae) exposed to copper// Chemosphere. 2006. Vol. 64. P. 121-128.

84. Mullins J.E., Fredrickson R.A., Fuentealba I.C., Markham R.J. Purification and partial characterization of a cadmium-binding protein from the liver of rainbow trout (Onchorynchus mykiss) // Can. J. Vet. Res. 1999. Vol. 63. № 4. P. 225-9.

85. Chem. 1983. Vol. 258. P. 13063-13069. Nolan C.V., Duke E.J. Cadmium accumulation and toxicity in Mytilus edulis: involvement of metallothioneins and heavy-molecular weight protein // Aquat. Toxicol. 1983. Vol. 4. P. 153-163.

86. OBrien P., Salacinski H.J. Evidence that the reactions of cadmium in the presence of metallothionein can produce hydroxyl radicals // Arch. Toxicol. 1998. Vol. 72. P. 690-700.

87. Park L, Min D, Kim H, Park J, Choi S, Park Y. The combination of metallothionein and superoxide dismutase protects pancreatic (3 cells from oxidative damage // Diabetes Metab Res Rev. 2011. Vol. 27. №. 8. P. 802-808.

88. Pavicic J., Raspor P., Martincic D. Quantitative determination of metallothionein-like proteins in mussels. Methodological approach and field evaluation // Marine Biology. 1993. Vol. 115. P. 435-444.

89. Pedersen S.A., Kristiansen E., Andersen R.A., Zachariassen K.E. Isolation and preliminary characterization of a Cd-binding protein from Tenebrio molitor (Coleoptera) // Comp. Biochem. Physiol. 2007. Vol. 145. № 3. P. 457-463.

90. Petering D.H., Fowler B.A. Discussion summary. Role of metallothionein and related proteins in metal metabolism and toxicity: problems and perspectives // Environ. Health Perspect. 1986. Vol. 65. P. 217-224.

91. Phillips D.J.H. Toxicity and accumulation of cadmium in marine and estuarine biota// Cadmium in the Environment. Part 1, Ed. by Nriagu J.O., N.Y.: Wiley-Interscience, 1980. P. 425-569.

92. Posthuma L., Straalen N.M. Heavy metal adaptation in terrestrial invertebrates: a review of accurrence, genetics, physiology and ecological consequences // Comp. Biochem. Physiol. 1993. Vol. 106 C. P. 11-38.

93. Pulido P., Kagi H.R., Valli B.L. Isolation and some properties of human mettollothinein // Biochemistry. 1966. Vol. 5. P. 1768-1777.

94. Quesada A.R., Byrnes R.W., Krezoski S.O., Petering D.H. Direct reaction of H2O2 with sulfhydryl groups in HL- 60 cells: zinc-metallothionein and other sites // Arch. Biochem. Biophys. 1996. Vol. 334. P. 241-250.

95. Rainbow P.S., Dallinger R. Metal uptake, regulation and excretion in freshwater invertebrates// Ecotoxicology of Metals in Invertebrates, Eds. by Dallinger R., Rainbow P.S., Chelsea: Lewis Publishers. 1993. P. 119-131.

96. Ramana Kumari M.V., Hiromatsu M., Ebadi M. Free Radical scavenging actions of Metallothionein Isoforms I and II // Free Rad. Res. 1998. Vol. 29. P. 93-101.

97. Ray S. Bioaccumulation of cadmium in marine organisms // Ezperientia. 1984. Vol. 40. P. 14-23.

98. Ray S., Jerome V.E., Thorne J.A. Copper, zinc, cadmium and lead in scallops (Placopecten magellanicus) from chaleur bay, New Brunswick // Marine Environ. Quality Comm. 1984. E:22. P. 1-15.

99. Richards R.I., Heguy A., Karin M. Structural and functional analysis of the human metalIothionein-IA gene: Differential induction by metal ions and glucocorticoids // Cell. 1984. Vol. 37. № 1. P. 263-272.

100. Rie M.T., Lendas K.A., Callard I.P. Cadmium: tissue distribution and binding protein induction in the painted turtle Chrysemys picta II Comp. Biochem. Physiol. 2001Vol. 130 C. P. 41-51.

101. Robbins A.H., McRee D.E., Williamson M. Refined crystal structure of Cd, Zn metallothionein at 2.0 A resolution // J. Mol. Biol. 1991. Vol. 221. P. 12691293.

102. Roesijadi G. Metallothionein induction as a measure of response to metal exposure in aquatic animals // Environ. Health Perspect. 1994. Vol. 2. P. 1-96.

103. Roesijadi G., Fowler B.A. Purification of invertebrate metallothioneins // Methods in Enzymology. 1991. Vol. 205. P. 263- 73.

104. Roesijadi G., Kielland S.L., Klerks P. Purification and properties of novel molluscan metallothioneins // Archiv. Biochem. Biophys. 1989. Vol. 273. P. 403-413.

105. Sabolic I., Ljubojevic M., Herak-Kramberger C.M., Brown D. Cd-MT causes endocytosis of brush-border transporters in rat renal proximal tubules // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2002. Vol. 283. P. 1389-1402.

106. Saito S. Limitations of zinc and metallothionein accumulation in rat livers following zinc administration // Research Communications in Molecular Pathology and Pharmacology. 1995. Vol. 88. № 1. P. 99-106.

107. Sato S., Okabe M., Kurasaki M., Kojima Y. Metallothionein in the ovaries of laying hens exposed to cadmium//Life Sci. 1996. Vol. 58. № 18. P. 1561-1567.

108. Schmidt C.J., Hamer D.H. Cloning and sequence analysis of two monkey metallothionein cDNAs // Gene. 1983. № 24(1). P. 137-146.

109. Scholz N. Accumulation, loss and molecular distribution of cadmium in Mytilus edulis II Helgoland. Wiss. Meerresunters, 1980. Vol. 33. P. 68-78.

110. Tapiero H., Townsend D.M., Tew K.D. Trace elements in human physiology and pathology. Copper // Biomed. Pharmacother. 2003. Vol. 57. P. 386-398.

111. Thomas J.P., Bachowsk G.J., Girotti A.W. Inhibition of cell membrane lipid peroxidation by cadmium- and zincmetallothioneins // Biochim. Biophys. Acta. 1986. Vol. 884. P. 448-461.

112. Thompson J.A.J., Sutherland A.E. A comparison of methods for sample clean-up prior to quantification of metal-binding proteins // Comp. Biochem. Physiol. 1992. Vol. 102. № 4B. P. 769-772.

113. Tkalin A.V., Belan T.A., Shapovalov E.N. The state of the marine environment near Vladivostok, Russia // Mar. Pollut. Bull. 1993. Vol. 26. № 8. P. 418422.

114. Tkalin A.V., Lishavskaya T.S., Shulkin V.M. Radionuclides and trace metals in mussels and bottom sediments around Vladivostok // Mar. Pollut. Bull. 1998. Vol. 36. № 7. P. 551-554.

115. Tkalin A.V., Presley B.J., Booth P.N. Spatial and temporal variations of trace metals in bottom sediments of Peter the Great Bay, the Sea of Japan // Environ. Pollut. 1996. Vol. 92. №1. P. 73-78.

116. Vasak M., Romero-Isart N. Metallothioneins. In: King RB (ed.). Encyclopedia of Inorganic Chemistry. 2nd ed. John Wiley & Sons. NewYork. 2005. P. 32083221.

117. Vasak M. and Kagi. In Metal Ions in Biological systems (Sigel, H. ed.) 1983. Vol. 15. Marcel Dekker, New York. P. 213.

118. Vasak M. and Meloni G. Metallothioneins in biochemistry and pathology. http://www.worldscibooks.com/medsci/6663.html.

119. Vergani L., Grattarola M., Borghi C., Dondero F., Viarengo A. Fish and molluscan metallothioneins. A structural and functional comparison // The FEBS Journal. 2005. Vol. 272. P. 6014-6023.

120. Viarengo A., Burlando B., Ceratto N., Panfoli I. Antioxidant role of metallothioneins: a comparative overview // Cellular and Molecular Biology. 2000. Vol. 46 (2). P. 407-417.

121. Viarengo A., Pertica M., Canesi L., Biasi F., Cecchini G., Orunesu M. Effects of heavy metals on lipid peroxidation in mussel tissues // Mar. Environ. Res. 1988. Vol. 24. P.355.

122. Wang H., Zhang Q., Cai B. Solution structure and dynamics of human metallothionein-3 (MT-3) // FEBS Lett. 2006. Vol. 580. P. 795-800.

123. Webb M., Cain K. Function of metallothionein // Biochem. Pharmacol. 1982. Vol. 31. P. 137-142.

124. Wong K.-L., Klaasen C.D. Relationship between liver and kidney levels of glutathione and metallothionein in rats // Toxicology. 1981. Vol. 19. P. 39-47.

125. Yoshida N., Ishii K., Okuno T., Tanaka K. Purification and characterization of cadmium-binding protein from unicelluar alga Chlorella sorokinian II Curr. Microbiol. 2006. Vol.52. P. 460-463.

126. Zapata-Vivenes E., Nusetti O. Protection of glycolytic enzymes by metallothioneins from oxidative damage in the digestive gland of green lipped mussel Perna viridis II Journal of Shellfish research. 2007. Vol. 26. № 2. P. 335-344.

127. Zaroogian G., Jackim E. In vivo metallothionein and glutathione status in an acute response to cadmium in Mercenaria mercenaria brown cells // Comp. Biochem. Physiol. 2000. Vol. 127 C. P. 251-261.

128. Zheng H., Liu J., Liu Y., Klaassen C.D. Hepatocytes from metallothionein-I and II knock-out mice are sensitive to cadmium- and fórí-butylhydroperoxide induced cytotoxicity//Toxicol. Lett. 1996. Vol. 87. P. 139-145.