Lead toxicity and biochemical characterization of $delta$ - ALAD on endemic prawn, Palaemonetes turcorum

Abstract

Bu çalışmada kurşunun yurdumuz için endemik olan Palaemonetes turcorum'a toksik etkisi, bu türe ait $delta$ - Amino Levulinik Asit Dehidrataz (ALAD; Porfobilinojen sentaz; E.C.4.2.1.24) enzimi ile etkileşimi ve enzimin biyokimyasal özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kurşunun in vivo toksik etkisine bağlı $LC _{50}$ de?eri (96 saat) EPA Probit analiz programı ile hesaplanmış ve Palaemonetes turcorum ALAD'ı üzerine olan inhibe edici etkisi de in vitro saptanmıştır. Enzim amonyum sülfat ve Sephadex G-200 jel ortamı ile yapılan işlemlerden sonra kısmen saflaştırılmıştır. Palaemonetes turcorum'da LC50 değeri 21,98 ppm olarak bulunmuştur. Zamana bağlı olarak enzim inhibisyonunun ve karaciğerdeki kurşun miktarının arttığı saptanmıştır. Palaemonetes turcorum ALAD'ının optimum pH'sı 7 civarında ve enzimin ısıya dayanıklı olduğu (55°C) bulunmuştur. Kinetik analizler sonucu Vmax değeri 22,83 nmol PBG/sa/mg protein ve Km değeri 0,06 mmol/reaksiyon karışımı olarak bulunmuştur. Enzim, ardışık olarak amonyum sülfatla çökeltme ve Sephadex G-200 jel ortamı ile ham ekstreye nazaran 51 kat saflaştırılmıştır. SDS-PAGE ile yapılan çalışma sonucunda saflaştırılan Palaemonetes turcorum ALAD'ının yaklaşık 237,6 kDa moleküler ağırlığa sahip olduğu gözlenmiştir.

The aim of this studuy was to determine the toxic effect of lead (Pb) on Palaemonetes turcorum, which is endemic to Turkey, in vivo and its inhibitory effect on its $delta$ -Aminolevulinic acid dehydratase (ALAD; E.C.4.2.1.24) in vitro, and characterize the enzyme's biochemical features. The $LC _{50}$ (96 h) value, due to Pb toxicity and its confidence limits in vivo, were calculated by the EPA Probit Analysis Program. The inhibition effect of Pb on Palaemonetes turcorum's ALAD was determined in vitro. The enzyme was partially purified with ammonium sulfate and a Sephadex G-200 gel medium. The LC50 value for Pb was found to be 21.98 ppm in Palaemonetes turcorum. It was also observed that the inhibition of the enzyme and the amount of Pb in the liver (hepatopancreas) had increased. It was found that the optimum pH of Palaemonetes turcorum ALAD was about 7.0 and the enzyme was resistant to heat up to 55°C. As a result of kinetic analyses, the Vmax value and Km value were found to be 22.83 nmol phorphobilinogen (PBG)/h/mg protein and 0.06 mmol/reaction mixtures, respectively. The enzyme was purified 51 fold with ammonium sulfate and a Sephadex G-200 gel medium, consecutively. As a result of the study held with SDS-PAGE, the enzyme's molecular mass was about 237.6 kDa.