Singular and Coupled Inhibition of Some Heavy Metal Ions on Glutathione STransferases of Pinus brutia Ten. Needles

Ağır Metallerin Pinus brutia Ten. İğne Yapraklarında, Glutatyon S-Transferaz Enzimleri Üzerindeki Tekil ve Bazı Bütünleşik İnhibisyonları

Abstract

In this study, singular and coupled inhibitory mechanisms of 6 different heavy metal ions on total glutathione S-transferase enzyme activity were examined by needle homogenates of Pinus brutia Ten. (Turkish redpine) which is a pine species specific to Turkey. For this purpose, Cu+2, Ni+2, Pb+2, Zn+2, Cd+2 ve Hg+2 ions’ singular effects were measured at different concentrations of the substrate (CDNB). For three concentrations of CDNB (0,50 mM, 0,75 mM, 1,0 mM), the effects of three mixcombinations (2A+B, A+B, A+2B) of four heavy metal couples (Ni+2-Cd+2, Ni+2-Zn+2, Pb+2-Cu+2, Pb+2-Hg+2) were measured. For Cu+2, Ni+2, Pb+2, Zn+2, Cd+2 ve Hg+2 ions; competitive-irreversible (Ki : 0,1794 mM), partially-competitive (Ki : 50,5 mM), fullymixed (Ki : 1140,6 mM), partially-competitive (Ki : 23,9 mM), partially-mixed (Ki : 205,2 mM) and fully-competitive (Ki : 7,2 mM) models were determined, respectively. For Ni+2-Cd+2, Ni+2-Zn+2, Pb+2-Cu+2, Pb+2-Hg+2 couples with the {2A+B/A+B/A+2B} order; {partially uncompetitive (Ki : 69,9 mM) / partially uncompetitive (Ki : 58,7 mM) / fully noncompetitive (Ki : 530,3 mM)}, {partially mixed (Ki : 34,5 mM) / partially mixed (Ki : 23,2 mM) / partially mixed (Ki : 72,3 mM)}, {partially noncompetitive (Ki : 123,9 mM) / fully uncompetitive (Ki : 360,1 mM) / irreversible (Ki : 32,1 mM)}, {fully uncompetitive (Ki : 316,1 mM) / fully competitive (Ki : 117,6 mM) / irreversible (Ki : 8,6 mM)} models were stated, respectively. Coupled effect results, which were the first in the literature, demonstrated that the relationship inbetween the concentrations of the ions were determinative in inhibition model that they created together.

Özet

Bu çalışmada 6 farklı ağır metal iyonunun toplam glutatyon S-transferaz enzim aktivitesi üzerine tekli ve ikili inhibitör mekanizmaları Türkiye’ye özgü bir çam türü olan Pinus brutia Ten. (kızılçam) iğne yapraklarından elde edilen homojenatlarda incelenmiştir. Bu amaçla Cu+2, Ni+2, Pb+2, Zn+2, Cd+2 ve Hg+2 ağır metal iyonlarının tekli inhibisyon etkisi kullanılan substratın, 1-kloro-2,4-dinitrobenzen (CDNB), farklı konsantrasyonları için ölçülmüştür. CDNB’nin üç farklı konsantrasyonu için (0,50 mM, 0,75 mM, 1,0 mM) dört farklı ağır metal ikilisinin (Ni+2-Cd+2, Ni+2-Zn+2, Pb+2-Cu+2, Pb+2- Hg+2) yine 3 farklı karışım kombinasyonunun (2A+B, A+B, A+2B) etkileri de ölçülmüştür. Cu+2, Ni+2, Pb+2, Zn+2, Cd+2 ve Hg+2 ağır metal iyonları için sırasıyla yarışmalı-tersinmez (Ki: 0,1794 mM), kısmi yarışmalı (Ki : 50,5 mM), tam karışık (Ki : 1140,6 mM), kısmi yarışmalı (Ki : 23,9 mM), kısmi karışık (Ki : 205,2 mM) ve tam yarışmalı (Ki : 27,2 mM) modeller belirlenmiştir. Ni+2-Cd+2, Ni+2-Zn+2, Pb+2-Cu+2, Pb+2- Hg+2 ağır metal çiftleri için ise {2A+B/A+B/A+2B} sırasıyla {kısmi bağımlı (Ki : 69,9 mM) / kısmi bağımlı (Ki : 58,7 mM) / tam yarışmasız (Ki : 530,3 mM)}, {kısmi karışık (Ki : 34,5 mM) / kısmi karışık (Ki : 23,2 mM) / kısmi karışık (Ki : 72,3 mM)}, {kısmi yarışmasız (Ki : 123,9 mM) / tam bağımlı (Ki : 360,1 mM) / tersinmez (Ki : 32,1 mM)}, {tam bağımlı (Ki : 316,1 mM) / tam yarışmalı (Ki : 117,6 mM) / tersinmez (Ki : 8,6 mM)} sonuçları bulunmuştur. Literatürde ilk defa yayınlanan ikili etki sonuçları iyonların konsantrasyonları arasındaki ilişkinin ortaklaşa yarattıkları inhibisyon modelinde belirleyici olduğunu göstermektedir.