ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

ผลกระทบของโลหะหนักชนิดต่างๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH ภายในเซลล์และระดับความเครียดออกซิเดทีฟในยีสต์ Saccharomyces cerevisiae

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : ผลกระทบของโลหะหนักชนิดต่างๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH ภายในเซลล์และระดับความเครียดออกซิเดทีฟในยีสต์ Saccharomyces cerevisiae
นักวิจัย : ชูวงศ์ เอื้อสุขอารี
คำค้น : heavy metal , intracellular pH , Oxidative stress , Saccharomyces cerevisiae , V-ATPase , ความเครียดออกซิเดทีฟ , ค่า pH ภายในเซลล์ , โลหะหนัก
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2555
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5380030 , http://research.trf.or.th/node/6559
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

แม้ว่าที่ผ่านมามีการศึกษาความเป็นพิษของโลหะหนักต่อเซลล์ประเภทยูแคริโอตอย่างกว้างขวาง แต่กลไกการตอบสนองต่อโลหะหนักในระดับเซลล์ยังไม่เป็นที่ชัดเจน จากการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่า H+-ATPase ที่แวคิวโอล (V-ATPase) ซึ่งทำหน้าที่หลักในการรักษาสมดุลของ pH ภายในเซลล์มีบทบาทในการทนทานต่อแคดเมียมของเซลล์ด้วย ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าโลหะหนัก เช่น แคดเมียม อาจก่อให้เกิดความเป็นกรดภายในเซลล์ และเซลล์จำเป็นต้องใช้ V-ATPase ในการปรับสมดุลของ pH ภายในเซลล์ จากผลการศึกษาของผู้วิจัยพบว่ายีสต์สายพันธุ์กลายที่ขาด V-ATPase (สายพันธุ์กลาย vma) นอกจากจะไวต่อแคดเมียมแล้วยังไวต่อโคบอลต์ นิกเกิล และสังกะสี ในขณะที่สายพันธุ์กลาย Δpma2 ที่ขาดเอนไซม์ H+-ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ (P-ATPase) ไม่แสดงความไวต่อโลหะหนักเหล่านี้ จากการศึกษาบทบาทของ V-ATPase และ P-ATPase ในการแพร่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และการรักษาสมดุลของ pH พบว่าโลหะหนักส่งผลให้อัตราการแพร่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เพิ่มมากขึ้นและก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของค่า pH ทั้งภายในและภายนอกเซลล์ในสายพันธุ์ธรรมชาติ อย่างไรก็ตามแม้ว่าสายพันธุ์กลาย vma จะมีอัตราการแพร่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์คล้ายกับสายพันธุ์ธรรมชาติ แต่ค่า pH ที่แวคิวโอลและไซโตพลาสซึมของสายพันธุ์กลาย vma กลับสูงกว่าสายพันธุ์ธรรมชาติทั้งในสภาวะที่มีและไม่มีโลหะหนัก ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าค่า pH ที่ไซโตพลาสซึมไม่ใช่ปัจจัยที่ทำให้สายพันธุ์กลาย vma ไวต่อโลหะหนัก เนื่องจากที่ผ่านมามีรายงานว่าการทำงานของ V-ATPase จำเป็นต่อการป้องกันการเกิดความเครียดออกซิเดชั่นด้วย ดังนั้นผู้วิจัยจึงได้ศึกษาบทบาทของ V-ATPase ในการปกป้องเซลล์จากความเครียดออกซิเดชั่นที่เกิดจากโลหะหนัก พบว่าความไวต่อโลหะหนักและ H2O2ของสายพันธุ์กลาย vma ถูกยับยั้งภายใต้สภาวะที่ไม่มีออกซิเจนและระดับ ROS ของสายพันธุ์กลาย vma ในสภาวะปกติมีค่าสูงกว่าสายพันธุ์ธรรมชาติ แม้ว่าระดับ ROS ของสายพันธุ์กลาย vma มีค่าสูงขึ้นเมื่อสัมผัสกับโคบอลต์ นิกเกิลและสังกะสี แต่ปริมาณการสะสมก็มีค่าใกล้เคียงกับสายพันธุ์ธรรมชาติ ดังนั้นผลการศึกษานี้จึงบ่งชี้ให้เห็นว่าบทบาทของ V-ATPase ในการทนทานต่อโลหะหนักอาจไม่ได้มีเพียงการปกป้องเซลล์จากความเครียดออกซิเดชันที่เกิดจากโลหะหนักเพียงเท่านั้น Although the toxicity of heavy metals to eukaryotic cells has been extensively studied, the mechanisms of cellular response to heavy metals have not been clearly understood. In a previous study, it was found that vacuolar H+-ATPase (V-ATPase) is required for Cd tolerance. Since V-ATPase is known to play an important role in maintaining intracellular pH homeostasis through vacuolar acidification, it may be possible that some metals, such as Cd, induce intracellular acidification, thereby requiring V-ATPase to cope. It was found that the vma mutants lacking subunits of V-ATPase, but not the Δpma2 mutant lacking minor plasma membrane H+-ATPase (P-ATPase), were sensitive to not only Cd but also Co, Ni, and Zn. To investigate the role of V-ATPase and P-ATPase in heavy metal tolerance, the effects of heavy metals on membrane permeability and pH homeostasis were examined. The results showed that heavy metals induced an increase in membrane permeability and alteration of both intracellular and extracellular pHs in the wild-type strain. Although the vma mutants exhibited similar membrane permeability to that of the wild-type strain, the vacuolar pHs and cytosolic pHs of the vma mutants were more alkaline than those of the wild-type strain; in both the presence, or absence, of heavy metals. These results suggest that the cytosolic pH does not account for metal sensitivity in the vma mutants. Since V-ATPase has been shown to be required for preventing oxidative stress, the additional role of V-ATPase in protecting cells from oxidative stress induced by heavy metal was examined. It was found that the sensitivity to all metals and the H2O2 of the vma mutants was suppressed under anaerobic conditions and the reactive oxygen species (ROS) levels of the vma mutants were higher than in the wild-type strain. Although, after exposure to Co, Ni, and Zn, the vma mutants exhibited increased ROS accumulation, the levels were similar to those of the wild-type strain. The results suggest that the roles of V-ATPase in metal tolerance may do more than protect cells from oxidative stress caused by metals.

บรรณานุกรม :
ชูวงศ์ เอื้อสุขอารี . (2555). ผลกระทบของโลหะหนักชนิดต่างๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH ภายในเซลล์และระดับความเครียดออกซิเดทีฟในยีสต์ Saccharomyces cerevisiae.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ชูวงศ์ เอื้อสุขอารี . 2555. "ผลกระทบของโลหะหนักชนิดต่างๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH ภายในเซลล์และระดับความเครียดออกซิเดทีฟในยีสต์ Saccharomyces cerevisiae".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ชูวงศ์ เอื้อสุขอารี . "ผลกระทบของโลหะหนักชนิดต่างๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH ภายในเซลล์และระดับความเครียดออกซิเดทีฟในยีสต์ Saccharomyces cerevisiae."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2555. Print.
ชูวงศ์ เอื้อสุขอารี . ผลกระทบของโลหะหนักชนิดต่างๆ ต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH ภายในเซลล์และระดับความเครียดออกซิเดทีฟในยีสต์ Saccharomyces cerevisiae. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2555.