Informace

Korelace hodnot Ki pesticidů s růstem bakterií


Čtyři pesticidy P1 až P4 jsou reverzibilní inhibitory enzymu E, který je nezbytný pro růst bakterie B. Jejich hodnoty Ki jsou uvedeny v následující tabulce. Každý z těchto čtyř pesticidů se používá ve čtyřech geograficky odlišných oblastech R1 až R4. Zbytkové koncentrace těchto čtyř pesticidů v příslušných oblastech jsou také uvedeny v následující tabulce:

Které pesticidy budou schopné inhibovat bakterie?

Moje otázka: Vím, že Ki ukazuje vazebnou afinitu. Jak to tedy souvisí se zbytkovou koncentrací? Jak mohu odvodit, zda to zabije bakterie nebo ne?

Nesouvisející otázka: Je přijatelné použít slovo pesticid tady ?!


Ki je rovnovážná disociační konstanta. Čím menší je tato konstanta, tím silnější (konkrétnější) je vazba mezi inhibitorem a enzymem.

Pokud je nyní zbytková koncentrace vyšší než Ki, pro každou molekulu z inhibitoru, který se disociuje z enzymu, se váže nová (jednoduše kvůli koncentraci). Pokud je koncentrace nižší (nebo mnohem nižší), nebude to dostatečné k inhibici enzymu. To předpokládá, že vztah mezi enzymem, inhibitorem a substrátem je lineární (a nedostáváme zde žádné nasycení).

Za výše uvedených podmínek budou P1 a P4 inhibovat enzym. U P2 a P3 je koncentrace příliš nízká.


Výběr pro biokontrolní bakterie antagonistický vůči Rosellinia necatrix obohacením konkurenčních kolonizátorů kořene avokáda

Biologická kontrola patogenů přenášených půdou je často založena na aplikaci antagonistických mikroorganismů vybraných výhradně pro jejich schopnost produkovat in vitro antifungální faktory. Cílem této práce bylo vybrat bakterie, které efektivně kolonizují kořeny avokádových rostlin a projevují vůči nim antagonismus Rosellinia necatrix , původce avokádové bílé kořenové hniloby. Vysoká frekvence antagonistických kmenů (deset izolátů, 24,4%) byla získána pomocí nového postupu založeného na výběru kompetitivních kolonizátorů kořene avokáda. Amplifikace a sekvenování genu 16S rRNA v kombinaci s biochemickou charakterizací ukázaly, že osm a dva z vybraných izolátů patří do rodů Pseudomonas a Stenotrophomonas , resp. Charakterizace antifungálních sloučenin produkovaných antagonistickými kmeny ukázala variabilní produkci exoenzymů a HCN. Pouze jeden z těchto kmenů, Pseudomonas sp. AVO94, produkoval sloučeninu, která by mohla souviset s antifungálními antibiotiky. Všech deset vybraných kmenů vykazovalo záškubovou pohyblivost, pohyb buněk zapojený do kompetitivní kolonizace kořenových špiček. Produkce N.-acyl-homoserinové laktony a kyselina indol-3-octová byly také hlášeny u některých z těchto izolátů. Byla testována rezistence na několik bakteriálních antibiotik a pro biokontrolní testy byly vybrány tři kmeny vykazující rezistenci pouze na jeden z nich. Tři vybrané kmeny přetrvávaly v rhizosféře rostlin avokáda na úrovních považovaných za klíčové pro efektivní biokontrol, 10 5–10 6 jednotek tvořících kolonie/g kořene, z nichž dva, Pseudomonas putida AVO102 a Pseudomonas pseudoalcaligenes AVO110, prokázal významnou ochranu rostlin avokáda před hnilobou bílých kořenů.


Abstraktní

Fosfor (P), základní makroživina pro všechny živé organismy, je ve velkém množství potřebný pro růst a vývoj rostlin. Přestože je celková hladina P v půdě vysoká, biologická dostupnost P pro rostliny je ve většině půd suboptimální kvůli vysoké rychlosti fixace do anorganických a organických nerozpustných komplexů. Rostliny jsou tedy vysoce závislé na mechanismech, které jim umožňují přizpůsobit se stresu s nízkým obsahem fosfátů a/nebo dosáhnout vhodných hladin rozpustného P na povrchu kořene. V tomto ohledu hraje rhizosférická mikrobiota klíčovou roli při zajišťování výživy P a je již dlouho uznávána pro své potenciální použití jako alternativa chemického hnojení šetrná k životnímu prostředí. Zde nastiňujeme pokroky v identifikaci bakterií solubilizujících fosfáty a bakterií mineralizujících fosfáty, souhrnně známých jako fosfobakterie, a jejich roli při zpřístupňování P rostlinám. Přezkoumáme a prodiskutujeme pokrok ve výzkumu související se zaváděním enzymů fosfobakterií a/nebo P-mineralizace do půdy, jakož i transformaci rostlin pomocí bakteriálních genů, které tyto enzymy kódují, jako strategií pro zlepšení růstu rostlin a výživy P. Poskytujeme také přehled studií o dopadu variací hladin P v půdě na strukturu půdních a rhizosférických mikrobiálních společenstev a potenciálních důsledcích těchto poruch na růst rostlin. Nakonec diskutujeme o možných směrech budoucího výzkumu s cílem optimalizovat účinnost strategií biofertilizace založených na používání fosfobakterií.


Korelace hodnot Ki pesticidů s růstem bakterií - biologie

Dysfunkce MLLT1 obsahující YEATS doménu, doménu epigenetické čtecí domény závislé na acetyl/acyl-lysinu, byla implikována ve vývoji agresivních rakovin. Mutace v doméně YEATS byly nedávno hlášeny jako příčina funkce aberantní čtečky MLLT1. Strukturální základ hlášených změn afinity k acetylovanému/acylovanému histonu však zůstal nepolapitelný. Zde uvádíme krystalické struktury jak inzerčních, tak substitučních mutantů přítomných v rakovině, odhalující významné konformační změny smyčky domény YEATS 8. Strukturální srovnání ukazuje, že nejen tato změna změnila vazebné rozhraní pro acetylované/acylované histony, ale změny sekvence ve smyčce v mutantu T1 mohou umožnit dimerní sestavení v souladu s navozením chování vlastní asociace. Nicméně ukazujeme, že také MLLT1 mutanty mohou být cíleny vyvinutými acetyllysinovými mimetickými inhibitory s afinitami podobnými divokému typu. Naše zpráva poskytuje strukturální základ pro změněné chování a potenciální strategii cílení na onkogenní mutanty MLLT1.

Slib a nebezpečí negativních kontrol chemické sondy

Chemické sondy jsou selektivní modulátory, které se používají v buněčných testech k propojení fenotypu s genem a staly se nepostradatelnými nástroji pro zkoumání funkce genu a objevování terapeutických cílů. Chemické sondy mimo cíle jsou matoucím faktorem, protože pozorovaný fenotyp může být poháněn inhibicí neznámého mimo cíl místo cíleného proteinu. Negativní kontrola, blízký chemický analog chemické sondy, která je neaktivní proti zamýšlenému cíli, se obvykle používá k ověření, zda je fenotyp skutečně řízen cíleným proteinem. Zde porovnáváme profily selektivity čtyř nesouvisejících chemických sond a jejich příslušných negativních kontrol. Zjistili jsme, že kontroly, které se chemicky odchylují od sondy jediným těžkým atomem, mohou být neaktivní vůči až 80% známých mimo cílů, pokud má chemická modifikace účinek neutralizující náboj. V takových případech může být ztráta fenotypu po ošetření negativní kontrolou způsobena ztrátou inhibice mimo cíl. Abychom tuto analýzu rozšířili, kontrolujeme krystalické struktury 90 párů nesouvisejících proteinů, kde oba proteiny v každém páru jsou v komplexu se stejným ligandem podobným léčivu. Výpočtově odhadujeme, že v 50% případů methylace ligandu (jednoduchá chemická modifikace často používaná ke generování negativních kontrol) v poloze, která vyloučí vazbu na jeden protein (zamýšlený cíl), rovněž vyloučí vazbu na druhý ( mimo cíl). Tyto výsledky zdůrazňují potřebu pečlivě vybírat negativní kontroly a profilovat jak chemické sondy, tak negativní kontroly proti různým proteinovým polím, aby se ověřilo, že negativní cíle jsou zasaženy i mimo cíle sond. Pokud je k dispozici, mělo by být osvědčeným postupem ověřit, že dvě nesouvisející chemické sondy zaměřené na stejný protein vyvolávají stejný fenotyp.

Články
Screening fragmentů odhaluje výchozí body pro racionální návrh inhibitorů galaktokinázy 1 k léčbě klasické galaktosémie
  • Sabrina R. Mackinnon,
  • Tobias Krojer,
  • William R. Foster,
  • Laura Diaz-Saez,
  • Manshu Tang,
  • Kilian V. M. Huber,
  • Frank von Delft,
  • Kent Lai,
  • Paul E. Brennan* ,
  • Gustavo Arruda Bezerra* , a
  • Wyatt W. Yue*

Klasická galaktosemie je způsobena mutacemi ztráty funkce v galaktózo-1-fosfát uridylyltransferáze (GALT), které vedou k toxické akumulaci jejího substrátu, galaktózo-1-fosfátu. Jednou z navrhovaných terapií je inhibice biosyntézy galaktosy-1-fosfátu katalyzované galaktokinázou 1 (GALK1). Stávající inhibitory humánního GALK1 (hGALK1) jsou primárně kompetitivní vůči ATP s dosud omezenou klinickou využitelností. Zde jsme určili krystalovou strukturu hGALK1 vázanou s hlášenými ATP-kompetitivními inhibitory řady spiro-benzoxazolu, abychom odhalili jejich vazebný režim v aktivním místě. Vzhledem k potřebě dalších chemotypů inhibitorů hGALK1, žádoucí zacílení na neorthosterické místo, jsme také provedli screening založený na krystalografii namočením stovek krystalů hGALK1, které již obsahují ligandy aktivního místa, fragmenty z vlastní knihovny. Bylo zjištěno, že dva fragmenty se vážou blízko vazebného místa ATP, a dalších osm bylo nalezeno v hotspotu distálně od aktivního místa, což zdůrazňuje sílu této metody při identifikaci dříve necharakterizovaných alosterických míst. Aby se generovaly inhibitory zlepšené účinnosti a selektivity zaměřené na nově identifikovaný vazebný hotspot, byly navrženy nové sloučeniny sloučením překrývajících se fragmentů. To poskytlo dva mikromolární inhibitory hGALK1, které nebyly kompetitivní ani s jedním substrátem (ATP ani galaktóza), a prokázaly dobrou selektivitu vůči homologům hGALK1, galaktokináze 2 a mevalonát kinázy. Naše nálezy jsou proto prvními, kdo demonstroval inhibici hGALK1 z alosterického místa, s potenciálem pro další vývoj silných a selektivních inhibitorů za účelem poskytnutí nových terapeutik pro klasickou galaktosémii.

Cílení na G-quadruplex tvořící sekvence s Cas9
  • Hamza Balci* ,
  • Viktorija Globyte a
  • Chirlmin Joo*

Klastrované pravidelně interspaced palindromické repetice (CRISPR) a CRISPR asociované (Cas) proteiny, zejména Cas9, poskytly bezprecedentní kontrolu zacílení a úpravy specifických sekvencí DNA. Pokud jsou cílové sekvence náchylné ke skládání do nekanonických sekundárních struktur, jako je G-quadruplex (GQ), mohou být ovlivněny konformační stavy a aktivita komplexu CRISPR – Cas9, ale dopad nebyl hodnocen. Pomocí FRET s jednou molekulou jsme zkoumali strukturní charakteristiky komplexu tvořeného CRISPR – Cas9 a cílovou DNA, která obsahuje potenciálně GQ tvořící sekvenci (PQS) buď v cílovém nebo necílovém vlákně (TS nebo NTS). Pozorovali jsme různé konformační stavy a dynamiku v závislosti na stabilitě GQ a poloze PQS. Když byl PQS v NTS, pozorovali jsme důkazy pro tvorbu GQ pro slabé i stabilní GQ. To je v souladu s tvorbou R-smyčky mezi TS a crRNA uvolňující NTS z párování Watson-Crick a usnadňující tvorbu sekundární struktury v ní. Když byl PQS v TS, tvorba R-smyčky byla adekvátní k udržení slabého GQ v rozloženém stavu, ale ne GQ se střední nebo vysokou stabilitou. Pozorovaná strukturální heterogenita v cílové dsDNA a R-smyčce silně závisela na tom, zda byl PQS v TS nebo NTS. Navrhujeme, aby tyto variace ve složitých strukturách měly funkční důsledky pro aktivitu Cas9.

Chemická a biochemická reaktivita redukovaných forem nikotinamid -ribosidu
  • Michail V. Makarov,
  • Faisal Hayat,
  • Briley Graves,
  • Manoj Sonavane,
  • Edward A. Salter,
  • Andrzej Wierzbicki,
  • Natalie R. Gassman a
  • Marie E. Migaud*

Všechny formy života vyžadují nikotinamidadenin dinukleotid, NAD+a jeho redukovanou formu NADH. Jsou redoxními partnery ve stovkách buněčných enzymatických reakcí. Změny intracelulárních hladin celkového NAD (NAD++ NADH) a poměru (NAD+/NADH) mohou způsobit buněčnou dysfunkci. Pokud není NADH a jeho fosforylovaná forma NADPH přítomna v proteinových komplexech, degraduje se pomocí složitých mechanismů. Doplnění klesajícího celkového množství NAD lze dosáhnout biosyntetickými prekurzory, které zahrnují jednu z redukovaných forem nikotinamid ribosidu (NR+), NRH. NRH, jako NADH a NADPH, je náchylný k degradaci oxidací, hydratací a izomerizací a jako takový je vynikající modelovou sloučeninou pro racionalizaci neenzymatického metabolismu NAD (P) H v biologickém kontextu. Zde podáváme zprávu o stabilitě NRH a jeho náchylnosti k izomerizaci a nevratnému rozkladu. Rovněž uvádíme přípravu dvou jejích přirozeně se vyskytujících izomerů, jejich chemickou stabilitu, reaktivitu vůči enzymům zpracovávajícím NRH a jejich cytotoxicitu specifickou pro buňky. Dále identifikujeme mechanismus, kterým degradace NRH způsobuje kovalentní modifikace peptidů, což je proces, který by mohl odhalit nový typ modifikací NADH-proteinu a korelovat akumulaci NADH s „stárnutím proteinu“. Tato práce zdůrazňuje současná omezení při detekci endogenních katabolitů NADH a při stanovení kapacity pro vyvolání buněčné dysfunkce.

Teoretická a mechanická validace globálních kinetických parametrů inaktivace GABA aminotransferázy pomocí OV329 a CPP-115
  • Pathum M. Weerawarna,
  • Matthew J. Moschitto a
  • Richard B. Silverman*

Kyselina ((S) -3-amino- (difluormethylenyl) cyklopent-1-en-1-karboxylová (OV329) je nedávno objevený inaktivátor aminotransferázy y-aminomáselné kyseliny (GABA-AT), který má 10krát lepší účinnost deaktivace než jeho předchůdce CPP-115, přestože jediným strukturálním rozdílem je endocyklická dvojná vazba v OV329. Obě sloučeniny jsou mechanismusové inaktivátory enzymů (MBEI), které inaktivují GABA-AT podobným mechanismem. Zde kombinace různých ke komplexní studii mechanismu inaktivace GABA-AT pomocí CPP-115 se používají nástroje výpočetní chemie a experimentální metody, včetně kvantově mechanických (QM) výpočtů, molekulárně dynamických simulací, analýzy průběhové křivky a experimentů s deuteriovým kinetickým izotopovým efektem (KIE) a OV329 a vysvětlují jejich experimentálně získané globální kinetické parametry kinact a KI. Naším prvním klíčovým zjištěním je, že krok omezující rychlost inaktivačního mechanismu je krok deprotonace a podle na výpočty QM a experimenty KIE kinact přesně představuje vylepšení kroku omezujícího rychlost pro daný mechanismus. Za druhé, tato studie ukazuje, že široce používané jednoduché modely QM nereprezentují přesně geometrická kritéria, která jsou přítomna v enzymu pro krok deprotonace. Naproti tomu klastrové modely QM úspěšně představují destabilizaci základního stavu i stabilizaci přechodového stavu, jak odhalila orbitální analýza přirozených vazeb. Globálně odvozené hodnoty KI pro oba inaktivátory představují inhibiční konstanty pro počáteční vazebné komplexy (Kd) a indikují kompetici inaktivátoru se substrátem podle analýzy křivky postupu a pozorovaného účinku vazebného izotopu. Rozdíl v hodnotách KI mezi inaktivátory odpovídá ztrátě konfigurační entropie. Přístup, který popisujeme v této práci, lze použít k určení platnosti globálně odvozených parametrů v procesu optimalizace MBEI pro dané inaktivační mechanismy.

Chemická fosfoproteomika vrhá nové světlo na cíle a způsoby působení inhibitorů AKT
  • Svenja Wiechmannová,
  • Benjamin Ruprecht,
  • Theresa Siekmann,
  • Runsheng Zheng,
  • Martin Frejno,
  • Elena Kunoldová,
  • Thomas Bajaj,
  • Daniel P. Zolg,
  • Stephan A. Sieber,
  • Nils C. Gassen a
  • Bernhard Kuster*

Vzhledem ke své důležité roli v onkogenní signalizaci byla AKT podrobena rozsáhlému úsilí o objevování léků, které vedlo k tomu, že v pokročilých klinických studiích byly zkoumány inhibitory malých molekul. Abychom lépe porozuměli tomu, jak tyto léky uplatňují své terapeutické účinky na molekulární úrovni, spojili jsme chemoproteomickou cílovou afinitní profilaci pomocí kinobeadů a fosfoproteomiky k analýze pěti klinických inhibitorů AKT AZD5363 (Capivasertib), GSK2110183 (Afuresertib), GSK690693, Ipatasertib a MK-2206 v buňkách rakoviny prsu BT-474. Kinobead profilování identifikovalo mezi čtyřmi a 29 nM cíli pro tyto sloučeniny a ukázalo, že AKT1 a AKT2 byly jediné společné cíle. Podobně měření reakce fosfoproteomu na stejné inhibitory identifikovalo ~ 1700 regulovaných fosforylačních míst, z nichž 276 bylo narušeno všemi pěti sloučeninami. Tato analýza rozšířila známou signální síť AKT o 119 fosfoproteinů, které mohou představovat přímé nebo nepřímé cíle AKT. V rámci této nové sítě obsahuje 41 regulovaných fosforylačních míst motiv substrátu AKT a testy rekombinantní kinázy validované 16 jako nové substráty AKT. Patřily mezi ně CEP170 a FAM83H, což naznačuje regulační funkci AKT v organizaci mitózy a cytoskeletu. Kromě toho bylo zjištěno, že specifický fosforylační obrazec v komplexu ULK1-FIP200-ATG13-VAPB určuje aktivní stav ULK1, což vede ke zvýšené autofagii v reakci na inhibici AKT.

Inhibitor cysteinové proteázy v klinickém stadiu blokuje infekci lidských a opičích buněk SARS-CoV-2
  • Drake M. Mellott,
  • Chien-Te Tseng,
  • Aleksandra Drelich,
  • Pavla Fajtová,
  • Bala C. Chenna,
  • Demetrios H. Kostomiris,
  • Jason Hsu,
  • Jiyun Zhu,
  • Zane W. Taylor,
  • Klaudia I. Kocurek,
  • Vivian Tat,
  • Ardala Katzfuss,
  • Linfeng Li,
  • Miriam A. Giardini,
  • Danielle Skinnerová,
  • Ken Hirata,
  • Michael C. Yoon,
  • Sungjun Beck,
  • Aaron F. Carlin,
  • Alex E. Clark,
  • Laura Beretta,
  • Daniel Maneval,
  • Vivian Hook,
  • Felix Frueh,
  • Brett L. Hurst,
  • Hong Wang,
  • Frank M. Raushel,
  • Anthony J. O'Donoghue,
  • Jair Lage de Siqueira-Neto,
  • Thomas D. Meek a
  • James H. McKerrow*

Cysteinové proteázy hostitelských buněk hrají zásadní roli při zpracování virového špičkového proteinu koronavirů SARS.K777, ireverzibilní, kovalentní inaktivátor cysteinových proteáz, který nedávno dokončil klinické studie fáze 1, snížil virovou infekčnost SARS-CoV-2 v několika hostitelských buňkách: Vero E6 (EC50 <74 nM), HeLa/ACE2 (4 nM), Caco- 2 (EC90 = 4,3 μM) a A549/ACE2 (<80 nM). Infekčnost buněk Calu-3 závisí na testované buněčné linii. Pokud byl použit Calu-3/2B4, EC50 byla 7 nM, ale v buněčné linii ATCC Calu-3 bez obohacení ACE2 byla EC50> 10 µM. Při koncentraci 10–100 μM K777 nebyla žádná toxicita pro žádnou z hostitelských buněčných linií. Kinetická analýza potvrdila, že K777 byl účinným inhibitorem lidského katepsinu L, zatímco nebyla pozorována žádná inhibice cysteinových proteáz SARS-CoV-2 (papain podobná a 3CL podobná proteáza). Ošetření buněk Vero E6 propargylovým derivátem K777 jako sondy založené na aktivitě identifikovalo lidský katepsin B a katepsin L jako nitrobuněčné cíle této molekuly v infikovaných i neinfikovaných buňkách Vero E6. Štěpení špičkového proteinu SARS-CoV-2 však bylo prováděno pouze katepsinem L. Toto štěpení bylo blokováno K777 a nastalo v doméně S1 špičkového proteinu SARS-CoV-2, jiné místo, než bylo dříve pozorováno u špičkový protein SARS-CoV-1. Tato data podporují hypotézu, že antivirová aktivita K777 je zprostředkována inhibicí aktivity hostitelského katepsinu L a následnou ztrátou zpracování virového špičkového proteinu zprostředkovaného katepsinem L.

GPR ligandy na bázi nilské červeně jako sondy citlivé na lokální lipidové mikroprostředí receptoru
  • Fabien Hanser,
  • Claire Marsol,
  • Christel Valencia,
  • Pascal Villa,
  • Andrey S.Klymchenko,
  • Dominique Bonnet* , a
  • Julie Karpenko*

Místní lipidové mikroprostředí transmembránových receptorů je základním faktorem signalizace receptoru spojeného s G proteinem (GPCR). V současné době však chybí nástroje pro studium endogenně exprimovaných GPCR v primárních buňkách a tkáních. Zde představujeme fluorescenční prostředí citlivé GPCR ligandy pro sondování mikroprostředí receptoru v živých buňkách pomocí fluorescenční mikroskopie za podmínek bez promývání. Navrhli jsme a syntetizovali antagonistické ligandy oxytocinového receptoru (OTR) konjugací vysokoafinitního nepeptidového ligandu OTR PF-3274167 s fluorescenčním barvivem Nile Red citlivým na životní prostředí. Délka polárního spaceru PEG mezi farmakoforem a fluoroforem byla upravena tak, aby se snížily nespecifické interakce sondy při zachování silné fluorogenní reakce. Ukázali jsme, že nové sondy se vkládají do lipidové dvojvrstvy v blízkosti receptoru a přenášejí informace o místní polaritě a pořadí lipidů prostřednictvím emise měnící vlnovou délku fluoroforu Nil Red.

Reaktivita hlavice omezuje rychlost inhibice cysteinové proteázy Rhodesain
  • Patrick Johe,
  • Sascha Jung,
  • Erik Endres,
  • Christian Kersten,
  • Collin Zimmer,
  • Weixiang Ye,
  • Carsten Sönnichsen,
  • Ute A. Hellmich,
  • Christoph Sotriffer,
  • Tanja Schirmeisterová* , a
  • Hannes Neuweiler*

Virové a parazitické patogeny se kriticky spoléhají na cysteinové proteázy, pokud jde o invazi hostitele, replikaci a infekčnost. Jejich inhibice syntetickými inhibitory, jako jsou vinylsulfonové sloučeniny, se ukázala jako slibná léčebná strategie. Jednotlivé reakční kroky inhibice proteázy však nejsou zcela pochopeny. Pomocí rhodesainu trypanosomální cysteinové proteázy jako lékařsky relevantního cíle navrhujeme fluorescenční sondy s fotoindukovaným přenosem elektronu (PET) k detekci kinetiky vazby reverzibilních a nevratných vinylsulfonů přímo v roztoku. Je zajímavé, že nevratný inhibitor, kromě své neomezené doby pobytu v enzymu, reaguje 5krát rychleji než reverzibilní. Výsledky ukazují, že reaktivita hlavice, a nikoli vazba peptidické rozpoznávací jednotky, omezuje rychlostní konstantu inhibice proteázy. Použití reverzibilního inhibitoru snižuje riziko vedlejších účinků mimo cíl nejen tím, že umožňuje jeho uvolnění z mimo cíl, ale také snížením rychlostní konstanty vazby.


DEGRADACE NEONICOTINOIDŮ BAKTERIEMI

Existuje omezené množství publikací o bakteriální biologické degradaci neonikotinoidní skupiny pesticidů, s výjimkou imidaclopridu, pro které existuje 12 publikovaných studií. Několik výzkumných prací diskutovalo o biodegradaci acetamipridu, thiaclopridu a thiamethoxamu, zatímco biodegradace nitenpyramu, klotianidinu a dinotefuranu dosud nebyla zkoumána (tabulka 2). Bakteriální biodegradaci lze široce rozdělit do dvou kategorií: biodegradace čistými bakteriálními kulturami a mikrobiální konsorcia. Bakteriální biologická degradace může být buď katabolická, přičemž neonikotinoid poskytuje jediný zdroj buď uhlíku nebo dusíku pro růst, nebo kometabolická, přičemž biodegradace závisí na doplnění dalšími zdroji uhlíku a/nebo dusíku. Metabolity neonikotinoidů se mohou značně lišit v závislosti na chemické struktuře pesticidu a katabolické aktivitě degradujícího mikroorganismu za konkrétního souboru podmínek prostředí (Hussain a kol. 2009). Několik metabolitů neonikotinoidů je toxičtějších a odolnějších než původní pesticidy.

Bakteriální kmeny schopné degradovat neonikotinoidní pesticidy.

Mikroorganismy. Zdroj. Způsob degradace a. Degradační cesta (cesta č. Na obr. 2/3). Optimální podmínky biodegradace. Reference.
Imidacloprid
Bacillus aerophilusPůdy z cukrové třtiny Kometabolická smíšená kultura Ano (10) Půda kejdy Akoijam a Singh (2015)
Bacillus alkalinitrilicus Sharma, Singh a Gupta (2014)
Bacil sp. Rhizosférická půda Katabolické (C, N) N.D 30 ° C –35 ° C pH 7 Shaikh a kol. ( 2014)
Brevundimonas sp. Půdy z bavlněného pole Katabolické (C, N) N.D 37 ° C, 120 ot./min Shetti a Kaliwal (2012)
Tekuté minimální médium
Bacillus weihenstephanensisPůda Katabolické (C, N) N.D 22 ° C pH 7,0 Shetti, Kaliwal a Kaliwal (2014)
Tekutý tryptický sojový vývar
Burkholderia cepaciaZemědělská polní půda Katabolické N.D Špičkový imidacloprid (50 μg/ml) Gopal a kol. ( 2011)
Klebsiella pneumoniae BCH-1 Zemědělská půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (1) pH 7, 30 ° C, statický Phugare a kol. ( 2013)
Leifsonia sp. PC-21 Zemědělská půda Cometabolic (glukóza, sukcinát) Ano (4) Anhalt, Moorman a Koskinen (2007)
Mycobacterium sp. kmen MK6 Zemědělská půda Katabolický (N) Ano (10) Tekuté minimální médium Kandil a kol. ( 2015)
Ochrobactrum sp. Půda čajové rhizosféry Katabolický (C) N.D. 30 ° C pH 8 Hu a kol. ( 2013)
Pseudoxanthomonas indicaRhizosférické půdy Cometabolic (glukóza) Ano (2) Tekuté minimální médium Ma a kol. ( 2014)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic (glukóza) Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)
Rhizobium sp. Oblasti pěstování zeleniny Katabolický (C) Ano (1) Tekuté minimální médium Sabourmoghaddam, Zakaria a Omar (2014)
Acetamiprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (10) 30 ° C, odpočívající buňky Zhou a kol. (2014b)
N.-Aminoamid IM-1-2
Ochrobactrum sp. D-12 Znečištěná zemědělská půda Katabolické Ano (9) 25 ° C –35 ° C pH 6–8 Wang a kol. (2013b)
Pigmentiphaga sp. AAP-1 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Katabolické Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013c)
ACE-VI
Pigmentiphaga sp. D-2 Odpadní voda z továrny na výrobu acetamipridu Katabolický (C) Ano (9) 30 ° C – 45 ° C pH 5–10. Jang a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. FH2 Kal z továrny na pesticidy Cometabolic N.D. 30 ° C, pH 7 Yao a Min (2006)
Pseudoxanthomonas sp. AAP-7 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013a)
ACE-3
Rhodococcus sp. BCH-2 Půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic [6-CNA] Ano (5) 35 ° C, pH 7, statický Phugare a Jadhav (2014)
Stenotrophomonas sp. THZ-XP Kal z továrny produkující acetamiprid Cometabolic ACE-3 Ano (8) 30 ° C, pH 7 Tang a kol. ( 2012)
Stentrophomonas maltophila CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 Dai a kol. (2010) Chen a kol. ( 2008).
Thiacloprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (13) 30 ° C Ge a kol. ( 2014)
Stenotrophomonas maltophilia CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 (odpočívající buňky) Zhao a kol. ( 2009)
Variovorax boronicumulans J1 Zemědělská půda Cometabolic (klidové buňky) Ano (11) 30 ° C, pH 7,2 Zhang a kol. ( 2012)
Thiomethoxam
Ensifer adhaerens TMX-23 Rhizosférická půda kolem rostliny sóji Katabolické (C, N) Ano (2) 30 ° C Zhou a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)
Mikroorganismy. Zdroj. Způsob degradace a. Degradační cesta (cesta č. Na obr. 2/3). Optimální podmínky biodegradace. Reference.
Imidacloprid
Bacillus aerophilusPůdy z cukrové třtiny Kometabolická smíšená kultura Ano (10) Půda kejdy Akoijam a Singh (2015)
Bacillus alkalinitrilicus Sharma, Singh a Gupta (2014)
Bacil sp. Rhizosférická půda Katabolické (C, N) N.D 30 ° C –35 ° C pH 7 Shaikh a kol. ( 2014)
Brevundimonas sp. Půdy z bavlněného pole Katabolické (C, N) N.D 37 ° C, 120 ot./min Shetti a Kaliwal (2012)
Tekuté minimální médium
Bacillus weihenstephanensisPůda Katabolické (C, N) N.D 22 ° C pH 7,0 Shetti, Kaliwal a Kaliwal (2014)
Tekutý tryptický sójový vývar
Burkholderia cepaciaZemědělská polní půda Katabolické N.D Špičkový imidacloprid (50 μg/ml) Gopal a kol. ( 2011)
Klebsiella pneumoniae BCH-1 Zemědělská půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (1) pH 7, 30 ° C, statický Phugare a kol. ( 2013)
Leifsonia sp. PC-21 Zemědělská půda Cometabolic (glukóza, sukcinát) Ano (4) Anhalt, Moorman a Koskinen (2007)
Mycobacterium sp. kmen MK6 Zemědělská půda Katabolický (N) Ano (10) Tekuté minimální médium Kandil a kol. ( 2015)
Ochrobactrum sp. Půda čajové rhizosféry Katabolický (C) N.D. 30 ° C pH 8 Hu a kol. ( 2013)
Pseudoxanthomonas indicaRhizosférické půdy Cometabolic (glukóza) Ano (2) Tekuté minimální médium Ma a kol. ( 2014)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic (glukóza) Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)
Rhizobium sp. Oblasti pěstování zeleniny Katabolický (C) Ano (1) Tekuté minimální médium Sabourmoghaddam, Zakaria a Omar (2014)
Acetamiprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (10) 30 ° C, odpočívající buňky Zhou a kol. (2014b)
N.-Aminoamid IM-1-2
Ochrobactrum sp. D-12 Znečištěná zemědělská půda Katabolické Ano (9) 25 ° C –35 ° C pH 6–8 Wang a kol. (2013b)
Pigmentiphaga sp. AAP-1 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Katabolické Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013c)
ACE-VI
Pigmentiphaga sp. D-2 Odpadní voda z továrny na výrobu acetamipridu Katabolický (C) Ano (9) 30 ° C – 45 ° C pH 5–10. Jang a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. FH2 Kal z továrny na pesticidy Cometabolic N.D. 30 ° C, pH 7 Yao a Min (2006)
Pseudoxanthomonas sp. AAP-7 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013a)
ACE-3
Rhodococcus sp. BCH-2 Půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic [6-CNA] Ano (5) 35 ° C, pH 7, statický Phugare a Jadhav (2014)
Stenotrophomonas sp. THZ-XP Kal z továrny produkující acetamiprid Cometabolic ACE-3 Ano (8) 30 ° C, pH 7 Tang a kol. ( 2012)
Stentrophomonas maltophila CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 Dai a kol. (2010) Chen a kol. ( 2008).
Thiacloprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (13) 30 ° C Ge a kol. ( 2014)
Stenotrophomonas maltophilia CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 (odpočívající buňky) Zhao a kol. ( 2009)
Variovorax boronicumulans J1 Zemědělská půda Cometabolic (klidové buňky) Ano (11) 30 ° C, pH 7,2 Zhang a kol. ( 2012)
Thiomethoxam
Ensifer adhaerens TMX-23 Rhizosférická půda kolem rostliny sóji Katabolické (C, N) Ano (2) 30 ° C Zhou a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)

C, zdroj uhlíku N, zdroj dusíku N.D., neurčeno.

Bakteriální kmeny schopné degradovat neonikotinoidní pesticidy.

Mikroorganismy. Zdroj. Způsob degradace a. Degradační cesta (cesta č. Na obr. 2/3). Optimální podmínky biodegradace. Reference.
Imidacloprid
Bacillus aerophilusPůdy z cukrové třtiny Kometabolická smíšená kultura Ano (10) Půda kejdy Akoijam a Singh (2015)
Bacillus alkalinitrilicus Sharma, Singh a Gupta (2014)
Bacil sp. Rhizosférická půda Katabolické (C, N) N.D 30 ° C –35 ° C pH 7 Shaikh a kol. ( 2014)
Brevundimonas sp. Půdy z bavlněného pole Katabolické (C, N) N.D 37 ° C, 120 ot./min Shetti a Kaliwal (2012)
Tekuté minimální médium
Bacillus weihenstephanensisPůda Katabolické (C, N) N.D 22 ° C pH 7,0 Shetti, Kaliwal a Kaliwal (2014)
Tekutý tryptický sójový vývar
Burkholderia cepaciaZemědělská polní půda Katabolické N.D Špičkový imidacloprid (50 μg/ml) Gopal a kol. ( 2011)
Klebsiella pneumoniae BCH-1 Zemědělská půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (1) pH 7, 30 ° C, statický Phugare a kol. ( 2013)
Leifsonia sp. PC-21 Zemědělská půda Cometabolic (glukóza, sukcinát) Ano (4) Anhalt, Moorman a Koskinen (2007)
Mycobacterium sp. kmen MK6 Zemědělská půda Katabolický (N) Ano (10) Tekuté minimální médium Kandil a kol. ( 2015)
Ochrobactrum sp. Čajová půda rhizosféry Katabolický (C) N.D. 30 ° C pH 8 Hu a kol. ( 2013)
Pseudoxanthomonas indicaRhizosférické půdy Cometabolic (glukóza) Ano (2) Tekuté minimální médium Ma a kol. ( 2014)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic (glukóza) Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)
Rhizobium sp. Oblasti pěstování zeleniny Katabolický (C) Ano (1) Tekuté minimální médium Sabourmoghaddam, Zakaria a Omar (2014)
Acetamiprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (10) 30 ° C, odpočívající buňky Zhou a kol. (2014b)
N.-Aminoamid IM-1-2
Ochrobactrum sp. D-12 Znečištěná zemědělská půda Katabolické Ano (9) 25 ° C –35 ° C pH 6–8 Wang a kol. (2013b)
Pigmentiphaga sp. AAP-1 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Katabolické Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013c)
ACE-VI
Pigmentiphaga sp. D-2 Odpadní voda z továrny na výrobu acetamipridu Katabolický (C) Ano (9) 30 ° C – 45 ° C pH 5–10. Jang a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. FH2 Kal z továrny na pesticidy Cometabolic N.D. 30 ° C, pH 7 Yao a Min (2006)
Pseudoxanthomonas sp. AAP-7 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013a)
ACE-3
Rhodococcus sp. BCH-2 Půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic [6-CNA] Ano (5) 35 ° C, pH 7, statický Phugare a Jadhav (2014)
Stenotrophomonas sp. THZ-XP Kal z továrny produkující acetamiprid Cometabolic ACE-3 Ano (8) 30 ° C, pH 7 Tang a kol. ( 2012)
Stentrophomonas maltophila CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 Dai a kol. (2010) Chen a kol. ( 2008).
Thiacloprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (13) 30 ° C Ge a kol. ( 2014)
Stenotrophomonas maltophilia CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 (odpočívající buňky) Zhao a kol. ( 2009)
Variovorax boronicumulans J1 Zemědělská půda Cometabolic (klidové buňky) Ano (11) 30 ° C, pH 7,2 Zhang a kol. ( 2012)
Thiomethoxam
Ensifer adhaerens TMX-23 Rhizosférická půda kolem rostliny sóji Katabolické (C, N) Ano (2) 30 ° C Zhou a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)
Mikroorganismy. Zdroj. Způsob degradace a. Degradační cesta (cesta č. Na obr. 2/3). Optimální podmínky biodegradace. Reference.
Imidacloprid
Bacillus aerophilusPůdy z cukrové třtiny Kometabolická smíšená kultura Ano (10) Půda kejdy Akoijam a Singh (2015)
Bacillus alkalinitrilicus Sharma, Singh a Gupta (2014)
Bacil sp. Rhizosférická půda Katabolické (C, N) N.D 30 ° C –35 ° C pH 7 Shaikh a kol. ( 2014)
Brevundimonas sp. Půdy z bavlněného pole Katabolické (C, N) N.D 37 ° C, 120 ot./min Shetti a Kaliwal (2012)
Tekuté minimální médium
Bacillus weihenstephanensisPůda Katabolické (C, N) N.D 22 ° C pH 7,0 Shetti, Kaliwal a Kaliwal (2014)
Tekutý tryptický sójový vývar
Burkholderia cepaciaZemědělská polní půda Katabolické N.D Špičkový imidacloprid (50 μg/ml) Gopal a kol. ( 2011)
Klebsiella pneumoniae BCH-1 Zemědělská půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (1) pH 7, 30 ° C, statický Phugare a kol. ( 2013)
Leifsonia sp. PC-21 Zemědělská půda Cometabolic (glukóza, sukcinát) Ano (4) Anhalt, Moorman a Koskinen (2007)
Mycobacterium sp. kmen MK6 Zemědělská půda Katabolický (N) Ano (10) Tekuté minimální médium Kandil a kol. ( 2015)
Ochrobactrum sp. Čajová půda rhizosféry Katabolický (C) N.D. 30 ° C pH 8 Hu a kol. ( 2013)
Pseudoxanthomonas indicaRhizosférické půdy Cometabolic (glukóza) Ano (2) Tekuté minimální médium Ma a kol. ( 2014)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic (glukóza) Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)
Rhizobium sp. Oblasti pěstování zeleniny Katabolický (C) Ano (1) Tekuté minimální médium Sabourmoghaddam, Zakaria a Omar (2014)
Acetamiprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (10) 30 ° C, odpočívající buňky Zhou a kol. (2014b)
N.-Aminoamid IM-1-2
Ochrobactrum sp. D-12 Znečištěná zemědělská půda Katabolické Ano (9) 25 ° C –35 ° C pH 6–8 Wang a kol. (2013b)
Pigmentiphaga sp. AAP-1 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Katabolické Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013c)
ACE-VI
Pigmentiphaga sp. D-2 Odpadní voda z továrny na výrobu acetamipridu Katabolický (C) Ano (9) 30 ° C – 45 ° C pH 5–10. Jang a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. FH2 Kal z továrny na pesticidy Cometabolic N.D. 30 ° C, pH 7 Yao a Min (2006)
Pseudoxanthomonas sp. AAP-7 Půda továrny kontaminovaná pesticidy Cometabolic Ano (9) 30 ° C, klidové buňky, pH 7 Wang a kol. (2013a)
ACE-3
Rhodococcus sp. BCH-2 Půda kontaminovaná pesticidy Cometabolic [6-CNA] Ano (5) 35 ° C, pH 7, statický Phugare a Jadhav (2014)
Stenotrophomonas sp. THZ-XP Kal z továrny produkující acetamiprid Cometabolic ACE-3 Ano (8) 30 ° C, pH 7 Tang a kol. ( 2012)
Stentrophomonas maltophila CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 Dai a kol. (2010) Chen a kol. ( 2008).
Thiacloprid
Ensifer meliloti CGMCC7333 Rhizosférické půdy Katabolický (N) Ano (13) 30 ° C Ge a kol. ( 2014)
Stenotrophomonas maltophilia CGMCC1.178 Zakoupeno Cometabolic Ano (3) 30 ° C, pH 7,2 (odpočívající buňky) Zhao a kol. ( 2009)
Variovorax boronicumulans J1 Zemědělská půda Cometabolic (klidové buňky) Ano (11) 30 ° C, pH 7,2 Zhang a kol. ( 2012)
Thiomethoxam
Ensifer adhaerens TMX-23 Rhizosférická půda kolem rostliny sóji Katabolické (C, N) Ano (2) 30 ° C Zhou a kol. ( 2013)
Pseudomonas sp. 1G Půda golfového hřiště vystavená neonikotinoidům Cometabolic Ano (2) 28 ° C, mikroaerofilní Pandey a kol. ( 2009)

C, zdroj uhlíku N, zdroj dusíku N.D., neurčeno.

Transformace neonikotinoidů izolovanými bakteriálními kmeny

Imidacloprid

Bylo hlášeno, že více než 13 různých čistých bakteriálních kultur degraduje imidacloprid (tabulka 2), nejrozšířenější studovaný neonikotinoidní pesticid. Nejrychlejší uváděná rychlost bakteriální biologické degradace imidaclopridu v kapalné kultuře nebo půdní suspenzi je 2,17 μg/ml/h, udávaná pro čistou bakteriální kulturu Pseudoxanthomonas indica izolovaný z rhizosférické půdy (obr. 1 Ma a kol. 2014).

Porovnání rychlosti bakteriální biotransformace neonikotinoidních pesticidů. Rychlosti pro každou čistou bakteriální kulturu byly vypočteny z příslušné reference uvedené v tabulce 2 a převedeny na mikrogramy na mililitr za hodinu pro jednotné srovnání.

Porovnání rychlosti bakteriální biotransformace neonikotinoidních pesticidů. Rychlosti pro každou čistou bakteriální kulturu byly vypočteny z příslušné reference uvedené v tabulce 2 a převedeny na mikrogramy na mililitr za hodinu pro jednotné srovnání.

Způsoby degradace imidaclopridu se však značně liší a několik metabolitů je toxičtějších a odolnějších než původní pesticid (obr. 2). Například nejrozšířenějšími metabolity imidaclopridu jsou olefin (IMI-VI), 4-hydroxyimidacloprid (IMI-IV) a 5-hydroxyimidacloprid (IMI-V) (obr. 2 a tabulka 3). Jak 4-hydroxy, tak 5-hydroxyimidacloprid spontánně tvoří olefin (IMI-VI), který je 10krát toxičtější než imidacloprid pro hmyz a savce (Nauen a kol. 1999 Suchail a kol. 2004). Dai a kol. (2010) uvedli transformaci imidaclopridu na metabolit olefinu (IMI-VI) prostřednictvím hydroxylace a dehydrogenace bakteriálním izolátem Stenotrophomonas maltophilia CGMCC 1.178 v přítomnosti sacharózy. Transformace imidaclopridu a Leifsonia sp., v přítomnosti glukózy a sukcinátu jako doplňkových zdrojů uhlíku, odhalily tvorbu metabolitů guanidinu (IMI-III) a močoviny (IMI-IV), ale nitrosoguanidin nebyl detekován jako metabolit (Anhalt, Moorman a Koskinen 2007) . Více nedávno, Pandey a kol. (2009) uvádí biotransformaci imidaclopridu a thiamethoxamu od Pseudomonas sp. 1G v přítomnosti glukózy jako doplňkového zdroje uhlíku. Navrhli, aby skupina magicko-nitro (= N-NO2) neonikotinoidů byla redukována na nitrosoguidin (IMI-I) prostřednictvím pravděpodobné aktivity enzymu aldehyd oxidázy za mikroaerofilních podmínek. Bylo navrženo, aby nitroso guanidin i mateřská molekula byly dále převedeny na metabolit močoviny (IMI-IV) prostřednictvím metabolitů desnitro/guanidinu (IMI-III) kmenem 1G. Phugare a kol. (2013) studovali kometabolickou degradaci imidaclopridu a navrhli, aby byl imidacloprid transformován na 6-chlornikotinovou kyselinu (6-CNA) prostřednictvím meziproduktů nitrosoguanidinu (IMI-I) a guanidinu (IMI-III) identifikovaných pomocí plynové chromatografie a hmotnostní spektroskopie (GC- MS) (obr. 2). Sharma, Singh a Gupta (2014) uvedli, že biodegradace imidaclopridu konsorciem dvou Bacil sp. po bakteriálních kmenech následovala tvorba 6-CNA a metabolitů imidacloprid-nitrosoguanidinu (IMI-I), zatímco Ma a kol. (2014) studovali tvorbu metabolitů olefinů (IMI-VI) a 5-hydroxyimidaclopridu (IMI-V) během biodegradace imidaclopridu (obr. 2).

Metabolické dráhy pro mikrobiální biodegradaci imidaklopridu (A) a acetamipirid (B) ilustrující, že degradace obou sloučenin může vést k tvorbě 6-CNA, pro kterou byla popsána cesta bakteriální mineralizace (C). Čísla v závorkách se týkají kmenů bakterií, ve kterých byla identifikována konkrétní reakce/metabolit. Cesta 11 se týká případů, kdy je hlavním uváděným metabolitem 6-CNA, aniž by došlo k významnému objasnění příslušných reakčních kroků.

Metabolické dráhy pro mikrobiální biodegradaci imidaklopridu (A) a acetamipirid (B) ilustrující, že degradace obou sloučenin může vést k tvorbě 6-CNA, pro kterou byla popsána cesta bakteriální mineralizace (C). Čísla v závorkách se týkají kmenů bakterií, ve kterých byla identifikována konkrétní reakce/metabolit. Cesta 11 se týká případů, kdy je hlavním uváděným metabolitem 6-CNA, aniž by došlo k významnému objasnění příslušných reakčních kroků.

Neonikotinoidní pesticidy a jejich metabolity: názvy a zkratky.

Sloučenina. Název IUPAC.
Imidacloprid N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit nitrosoguanidinu (IMI-I) (N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) amid dusný
Metabolit aminoguanidinu (IMI-II) (E) -2-chlor-5-((2-hydrazonoimidazolidin-1-yl) methyl) pyridin
Metabolit desnitro/guanidin (IMI-III) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-imin
Metabolit imidacloprid-močovina (IMI-IV) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-on
5-Hydroxymetabolit (IMI-V) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -5-hydroxyimidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit olefinů (IMI-VI) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -1,3-dihydro-2H-imidazol-2-yliden) nitramid
Acetamiprid N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyano-N.-methylacetimidamid
Metabolit N-amidoamidu (ACE-I) N.΄ -karbamoyl-N.-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-II) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-III) N.-((2E, 4E) -5-chlor-2-methylpenta-2,4-dien-1-yl)-N.-methylethan-1,1-diamin
(ACE-IV) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyanoacetimidamid
(ACE-V) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetamid
(ACE-VI) N.-Metyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin
(ACE-VII) 1-Ethylideneurea
6-CNA Kyselina 6-chlornikotinová
Kyselina 6-hydroxynikotinová Kyselina 6-hydroxynikotinová
2-Formyl glutarát 2-Formylpent-2-enedioová kyselina
Thiacloprid N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) kyanamid
4-hydroxymetabolit (THI-I) N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -4-hydroxythiazolidin-2-yliden) kyanamid
Metabolit 4-keton-iminu (THI-II) 3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -2-iminothiazolidin-4-on
Amidový metabolit (THI-III) 1- (3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) močovina
Thiamethoxam N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) nitramid
Metabolit nitroso-imino (THX-I) N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) amid dusný
Imino metabolit (THX-II) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-imin
Metabolit močoviny (THX-III) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-on
Sloučenina. Název IUPAC.
Imidacloprid N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit nitrosoguanidinu (IMI-I) (N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) amid dusný
Metabolit aminoguanidinu (IMI-II) (E) -2-chlor-5-((2-hydrazonoimidazolidin-1-yl) methyl) pyridin
Metabolit desnitro/guanidin (IMI-III) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-imin
Metabolit imidacloprid-močovina (IMI-IV) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-on
5-Hydroxymetabolit (IMI-V) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -5-hydroxyimidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit olefinů (IMI-VI) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -1,3-dihydro-2H-imidazol-2-yliden) nitramid
Acetamiprid N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyano-N.-methylacetimidamid
Metabolit N-amidoamidu (ACE-I) N.΄ -karbamoyl-N.-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-II) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-III) N.-((2E, 4E) -5-chlor-2-methylpenta-2,4-dien-1-yl)-N.-methylethan-1,1-diamin
(ACE-IV) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyanoacetimidamid
(ACE-V) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetamid
(ACE-VI) N.-Metyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin
(ACE-VII) 1-Ethylideneurea
6-CNA Kyselina 6-chlornikotinová
Kyselina 6-hydroxynikotinová Kyselina 6-hydroxynikotinová
2-Formyl glutarát 2-Formylpent-2-enedioová kyselina
Thiacloprid N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) kyanamid
4-hydroxymetabolit (THI-I) N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -4-hydroxythiazolidin-2-yliden) kyanamid
Metabolit 4-keton-iminu (THI-II) 3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -2-iminothiazolidin-4-on
Amidový metabolit (THI-III) 1- (3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) močovina
Thiamethoxam N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) nitramid
Metabolit nitroso-imino (THX-I) N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) amid dusný
Imino metabolit (THX-II) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-imin
Metabolit močoviny (THX-III) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-on

Neonikotinoidní pesticidy a jejich metabolity: názvy a zkratky.

Sloučenina. Název IUPAC.
Imidacloprid N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit nitrosoguanidinu (IMI-I) (N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) amid dusný
Metabolit aminoguanidinu (IMI-II) (E) -2-chlor-5-((2-hydrazonoimidazolidin-1-yl) methyl) pyridin
Metabolit desnitro/guanidin (IMI-III) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-imin
Metabolit imidacloprid-močovina (IMI-IV) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-on
5-hydroxymetabolit (IMI-V) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -5-hydroxyimidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit olefinů (IMI-VI) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -1,3-dihydro-2H-imidazol-2-yliden) nitramid
Acetamiprid N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyano-N.-methylacetimidamid
Metabolit N-amidoamidu (ACE-I) N.΄ -karbamoyl-N.-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-II) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-III) N.-((2E, 4E) -5-chlor-2-methylpenta-2,4-dien-1-yl)-N.-methylethan-1,1-diamin
(ACE-IV) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyanoacetimidamid
(ACE-V) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetamid
(ACE-VI) N.-Metyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin
(ACE-VII) 1-Ethylideneurea
6-CNA Kyselina 6-chlornikotinová
Kyselina 6-hydroxynikotinová Kyselina 6-hydroxynikotinová
2-Formyl glutarát 2-Formylpent-2-enedioová kyselina
Thiacloprid N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) kyanamid
4-hydroxymetabolit (THI-I) N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -4-hydroxythiazolidin-2-yliden) kyanamid
Metabolit 4-keton-iminu (THI-II) 3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -2-iminothiazolidin-4-on
Amidový metabolit (THI-III) 1- (3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) močovina
Thiamethoxam N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) nitramid
Metabolit nitroso-imino (THX-I) N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) amid dusný
Imino metabolit (THX-II) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-imin
Metabolit močoviny (THX-III) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-on
Sloučenina. Název IUPAC.
Imidacloprid N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit nitrosoguanidinu (IMI-I) (N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-yliden) amid dusný
Metabolit aminoguanidinu (IMI-II) (E) -2-chlor-5-((2-hydrazonoimidazolidin-1-yl) methyl) pyridin
Metabolit desnitro/guanidin (IMI-III) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-imin
Metabolit imidacloprid-močovina (IMI-IV) 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) imidazolidin-2-on
5-Hydroxymetabolit (IMI-V) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -5-hydroxyimidazolidin-2-yliden) nitramid
Metabolit olefinů (IMI-VI) N.-(1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -1,3-dihydro-2H-imidazol-2-yliden) nitramid
Acetamiprid N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyano-N.-methylacetimidamid
Metabolit N-amidoamidu (ACE-I) N.΄ -karbamoyl-N.-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-II) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetimidamid
(ACE-III) N.-((2E, 4E) -5-chlor-2-methylpenta-2,4-dien-1-yl)-N.-methylethan-1,1-diamin
(ACE-IV) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.΄ -kyanoacetimidamid
(ACE-V) N.-((6-Chlorpyridin-3-yl) methyl)-N.-methylacetamid
(ACE-VI) N.-Metyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin
(ACE-VII) 1-Ethylideneurea
6-CNA Kyselina 6-chlornikotinová
Kyselina 6-hydroxynikotinová Kyselina 6-hydroxynikotinová
2-Formyl glutarát 2-Formylpent-2-enedioová kyselina
Thiacloprid N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) kyanamid
4-hydroxymetabolit (THI-I) N.-(3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -4-hydroxythiazolidin-2-yliden) kyanamid
Metabolit 4-keton-iminu (THI-II) 3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -2-iminothiazolidin-4-on
Amidový metabolit (THI-III) 1- (3-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) thiazolidin-2-yliden) močovina
Thiamethoxam N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) nitramid
Metabolit nitroso-imino (THX-I) N.-(2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-yliden) amid dusný
Imino metabolit (THX-II) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-imin
Metabolit močoviny (THX-III) 2-((2-chlorthiazol-5-yl) methyl) -4-methyl-1,2,4-oxadiazinan-3-on

Několik cest biodegradace bakteriálních imidaclopridů tedy končí produkcí 6-CNA jako slepého metabolitu. Je zajímavé, že byla hlášena 6-CNA mineralizující chemolitoautotrofní bakterie, kmen SG-6C (Pearce a kol. 2011 Shettigar a kol. 2012), což naznačuje, že je možná cesta pro úplnou bakteriální mineralizaci imidaclopridu (obr. 2C).

Sharma, Singh a Gupta (2014) zkoumali kinetiku degradace imidaclopridu pro konsorcium dvou Bacil sp.kmeny v autoklávovaných a neautoklávovaných podmínkách, s počátečními koncentracemi pohybujícími se od 50 do 150 mg kg -1, vynesením reziduální koncentrace proti času a použitím maximálních čtverců korelačních koeficientů pro nejlépe vyhovující křivky. Pořadí kinetické rychlosti bylo dále potvrzeno z linearity grafů logC vůči času a ilustrovalo, že biotransformace imidaclopridu se neřídila kinetikou prvního řádu za žádného souboru podmínek: poločasy 16, 14 a 14 dnů za autoklávovaných podmínek a 14, 13 a 13 dnů za neautoklávovaných podmínek byly vypočteny pro imidacloprid ošetřený při počátečních koncentracích 50, 100 a 150 mg kg -1, v uvedeném pořadí (Sharma, Singh a Gupta 2014).

Acetamiprid

Srovnání rychlosti biologického rozkladu bakteriálního acetamipridu to ukazuje Stentrophomonas sp. THZ-XP (Tang a kol. 2012) a Pigmentiphaga sp. AAP-1 (Wang a kol. 2013c) transformovat acetamiprid rychleji než jiné čisté bakteriální kultury (tabulka 2, obr. 3), což vede k produkci N-methyl- (6-chlor-3-pyridyl) methylaminu (ACE VI obr. 2). Pigmentiphaga sp. Bakteriální kmen AAP-1 dokázal využít acetamiprid jako jediný zdroj uhlíku, dusíku a energie, albiet s nízkými rychlostmi růstu (Wang a kol. 2013c). An N.-metabolit deacetylace N.-methyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin (ACE VI, obr. 2) byl z těchto bakteriálních kultur definitivně identifikován pomocí FT-IR, GC-MS a NMR analýzy, ale plnou mineralizační cestu nebylo možné plně odvodit. Phugare a Jadhav (2014) studovali kometabolismus acetamipridu od Rhodococcus sp. BCH2 v přítomnosti chloridu amonného i glukózy jako zdrojů dusíku a uhlíku. Zjistili tvorbu obou N.-methyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin (ACE VI) a 6-CNA během biodegradace acetamipridem, jak je charakterizováno analýzou GC-MS (obr. 2, tabulka 3). Podrobnější kometabolická dráha acetamipridu byla navržena Wangem a kol. (2013b), poskytující glukózu jako alternativní zdroj uhlíku pro transformaci acetamipridem Pseudoxanthomonas sp. AAP-7. V tomto případě byl acetamiprid hydrolyticky demetylován na (E) -3-((((6-chlorpyridin-3yl) methyl) (methyl) amino) akrylonitril a N-((6-chlorpyridin-3yl) methyl) -N-methylprop- 1-en-2-amin a oba metabolity byly také převedeny na N.-methyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin (ACE –VI), slepá ulička. Kinetika biodegradace acetamipridu byla pro tento bakteriální kmen stanovena s použitím počátečních koncentrací od 100 do 600 mg L -1. Kmen byl schopen do 60 hodin úplně degradovat 100 mg L – 1, zatímco v koncentracích 200, 300, 400, 500 a 600 mg L -1 degradace klesla na 95%, 92%, 86,5%, 81,2%a 72,67 %po 60 hodinách inkubace. Inhibiční substrátový model byl použit k popisu kinetiky degradace acetmipridu, jak ji přijal Chen a kol. (2013). Zjistili, že acetamiprid lze transformovat s maximální specifickou rychlostí rozkladu, konstantou poloviční nasycení a konstantou inhibice 1,775/36 h, 175,3 mg L −1, respektive 396,5 mg L −1, což ukazuje, že rychlost rozkladu acetamipridu byla omezena při vysoké koncentraci. Podobně Wang a kol. (2013) popsali kinetiku degradace acetamipridu pomocí Ochrobactrum sp. bakteriální kmen, který je schopen degradovat acetamiprid z 0 na 3000 mg L −1 do 48 hodin. Pro přizpůsobení speciální degradační rychlosti při různých počátečních koncentracích a maximální specifické rychlosti degradace acetamipridem (qmax), konstanta poloviční nasycení (Kmax) byl použit Haldanův inhibiční models) a konstanta inhibice substrátu (K) byly stanoveny na 0,6394 (6 h) -1, 50,96 mg L -1 a 1879 mg L -1.

Metabolické dráhy pro bakteriální biodegradaci neonikotinoidních pesticidů thiacloprid (A) a thiamethoxam (B). Čísla v závorkách se týkají bakteriálních kmenů, ve kterých byla identifikována konkrétní reakce/metabolit, a kde je to vhodné, porovnejte čísla na obr.

Metabolické dráhy pro bakteriální biodegradaci neonikotinoidních pesticidů thiacloprid (A) a thiamethoxam (B). Čísla v závorkách se týkají bakteriálních kmenů, ve kterých byla identifikována konkrétní reakce/metabolit, a kde je to vhodné, porovnejte čísla na obr.

Částečnou kometabolickou cestu navrhl Yang a kol. (2013) pro biodegradaci acetamipridu bakteriálním kmenem Pigmentiphaga sp. D-2. Ve své studii detekovali tři metabolity pomocí tandemové hmotnostní spektrometrie a kapalinové chromatografie-hmotnostní spektrometrie (LC-MS): N.΄-[(6-chlorpyridin-3-yl) methyl] -N-methylacetamid (ACE-V), N.΄ -kyano-N-methyl-N- (pyridin-3-ylmethyl) ethanimidamid (ACE-IV) a N.-methyl (6-chlor-3-pyridyl) methylamin (ACE-VI). Tato studie také informovala o domnělé identifikaci dechlorovaného metabolitu poprvé v biodegradaci acetamipridem, na základě analýzy LC-MS a částečně potvrzené uvolňováním chloridových iontů během biodegradace.

Více nedávno, Zhou a kol. (2014b) úspěšně prokázali, že enzym nitril -hydratáza Ensifer meliloti CGMCC 7333 je zodpovědný za biotransformaci acetamipridu na N.-amidoamidový metabolit (ACE-II tabulka 3), který je nestabilní a degraduje za vzniku chlorované pyridylmethylmethanaminové sloučeniny (ACE-VI obr. 2b). Zajímavé je, že zatímco E. meliloti CGMCC7333 je také schopen transformovat thiacloprid na podobný N.-karbamoyliminový derivát (pravděpodobně prostřednictvím stejného enzymu nitril -hydratázy), blízce příbuzný Ensifer sp. SCL3-19 je schopen transformovat pouze thiacloprid (obr. 3 Ge a kol. 2014 Zhou a kol. 2014b). Tento rozdíl může být způsoben strukturálními rozdíly v architektuře aktivního místa příslušných enzymů nitrilhydratázy těchto dvou bakterií, což poskytuje příležitost získat vhled do molekulárního mechanismu štěpení nitril -hydratázy acetamipridových a thioklopridových insekticidů.

Nejméně jeden bakteriální druh, Rhodococcus BCH-2, bylo ukázáno, že je schopen transformovat N-methyl- (6-chlor-3-pyridyl) methylamin (ACE-VI) na 6-CNA (obr. 2B). Jak je popsáno pro biodegradaci imidaclopridu výše, Pandey a kol. (2009) ukázali, že alespoň jeden bakteriální druh je schopen mineralizovat 6-CNA (obr. 2C), čímž poskytuje možné řešení biologického rozkladu pro úplnou mineralizaci acetamipridu bakteriemi.

Thiacloprid

Zhao a kol. (2009) studovali kometabolizmus thiaclopridu bakteriálním kmenem S. maltophilia CGMCC 1.178 v přítomnosti a nepřítomnosti sacharózy jako zdroje uhlíku a energie a zjistil, že thiocloprid byl hydroxylován na 4-hydroxythiacloprid (THI-I tabulka 3), jak je charakterizováno LC-MS/MS a NMR analýzou, s 10- násobné zvýšení účinnosti v přítomnosti sacharózy. Stejně jako imidacloprid nebylo zjištěno, že by 4-hydroxythiacloprid byl přeměněn na olefin thiocloprid za kyselých podmínek, ale současně byl oxidován a dekyanován za zásaditých podmínek za vzniku 4-ketonthiaclopridiminu (Zhao a kol. 2009 THI-II, obr. 2). Více nedávno, Zhang a kol. (2012) uvedli, že hlavní dráha biotransformace thiaclopridu čistou bakteriální kulturou Variovorax boronicumulans zahrnovala hydrolýzu N.-cyanoimino skupina k vytvoření N.-metabolit obsahující karbamoyliminovou skupinu, thiacloprid amid (THI-III), jak bylo potvrzeno LC-MS a NMR analýzou (obr. 2 tabulka 3). Dále navrhli, aby hlavní hydratační cesta biodegradace thiaclopridu byla zprostředkována aktivitou nitril -hydratázy. To bylo potvrzeno prokázáním, že odpočívající buňky Escherichia coli exprimující enzym nitril-hydratáza z V. boronicumulans mohl biotransformovat thiacloprid na thiacloprid amin (THI-III).

Rychlost biodegradace thiaclopridu a thiomethoxamu se pohybuje od 0,11 do 2,89 μg/ml/h (obr. 3), přičemž E. meliloti CGMCC 7333 schopný nejrychleji převést thiocloprid na thiocloprid amid (THI-III, obr. 2A) (Ge a kol. 2014 obr. 3).

Thiacloprid a acetamiprid tedy sdílejí společnou biotransformační cestu zahrnující enzymy nitril-hydratázy, což poskytuje vynikající příležitost k vytvoření biodegradačních cest neonikotinoidů prostřednictvím exprese tohoto enzymu v hostitelských bakteriích.

Thiamethoxam

Pandey a kol. (2009) uvedli, že transformace imidaclopridu Pseudomonas sp. 1G byl také schopen transformovat thiamethoxam za vzniku stejného „magického nitro“ (= N-NO2) skupinové metabolity, jak je popsáno výše pro imidacloprid (obrázky 2A a 3B) Magická nitro skupina thiamtoxamu byla transformována na metabolity nitrosguanidinu, desnitro/guanidinu (THX-II) a močoviny (THX-III) čistými bakteriálními kulturami Pseudomonas sp. 1G po doplnění 10 mM glukózy za podmínek mikroaerofilního růstu (obr. 1A a 2B). Tato studie ukázala, že magicko-nitro skupiny imidaclopridu a thiamethoxamu mohou být nespecificky konvertovány bakteriálními enzymy. Nedávná studie biologické degradace thiomethoxamu od Zhou a kol. (2013) také potvrdil, že hlavní metabolická cesta thiamethoxamu zahrnuje jeho transformaci N.-nitroimino skupina (= N-NO2) do N.-nitrosimin/nitrosoguanidin (= N-NO, THX-II) a metabolity močoviny (= O THX-III) (obr. 3B).

Mikrobiální konsorciem zprostředkovaná degradace neonikotinoidů

Nedávno výzkum prozkoumal úlohu mikrobiálních konsorcií a nekultivovatelných mikrobů v biodegradaci neonikotinoidů a ukázal, že tyto bakterie mohou hrát klíčovou roli v rychlých in situ biodegradace pesticidů v půdě. Dvě studie poukázaly zejména na důležitost nekultivovatelných beta proteobakterií, jako je např Comomonadaceae spp., jak pro biodegradaci thiomethoxamu v půdě (Zhou a kol. 2014b) a symbiotickou rezistenci na thiomethoxam u hmyzích škůdců, jako je např Bemisia tabaci (Xie a kol. 2012). Těchto několik zpráv naznačuje, že mikrobiální komunity degradující neonikotinoidy lze účinně využít k detoxikaci půdních a vodních systémů kontaminovaných neonikotinoidy, ale složitost využití takových konsorcií ztěžuje jejich aplikaci na bioremediaci neonikotinoidních pesticidů v životním prostředí, aniž by byly podrobněji popsány znalost bakterií, dalších mikrobů a enzymatických procesů.


Sekundární výroba

David C. Coleman,. D.A. Crossley Jr., in Fundamentals of Soil Ecology (Third Edition), 2018

4.6 Zpětné vazby Faunalu na složení a rozmanitost mikrobiálních komunit

Od doby Darwinovy ​​epochální knihy o půdní biologii (1881) existuje značný zájem o účinky fauny na mikrobiální komunity. Satchell (1983), při oslavě stého výročí Darwinovy ​​knihy, uvedl, že do té doby existujícími kulturními metodami jen málo nebo vůbec nic nenasvědčovalo tomu, že by žížaly měly kvalitativně odlišnou flóru v jejich útrobách nebo v jejich odlitcích. Přesto existuje řada studií, které naznačují zvýšení mikrobiálního počtu nebo aktivity během průchodu střevem nebo po něm a v drilosféře (Barois, 1999 Daniel a Anderson, 1992 Drake a Horn, 2007 Kristufek et al., 1992 Schoenholzer et al. , 1999). Nedávné studie využívající molekulární i kulturní analýzy zemědělské půdy a nor a odlitků epigeické žížaly L. rubellus odhalily zajímavé rozdíly mezi půdami ovlivněnými žížalami a neželeznicemi (Furlong et al., 2002). Klonové knihovny genů 16S rRNA byly připraveny z DNA izolované přímo z odlitků půdy a žížal. Zástupci společnosti Pseudomonas rodu, stejně jako Actinobacteria a Firmicutes, se zvýšil počet a jedna skupina nezařazených organismů nalezených v půdní knihovně v obsazení chyběla. Ve skutečnosti Singleton a kol. (2003) izolovali nový druh bakterie, Solirubrobacter pauliize střevní stěny L. rubellus. To nebylo v půdní knihovně nalezeno a může představovat první známý případ bakterie jedinečné pro střevní stěnu žížaly.

Byly provedeny studie podobnosti mikrobiálního společenství porovnávající termitiště a blízké tropické půdy. Harry a kol. (2001) použili k odhadnutí podobnosti mikrobiálních společenstev v hromadách několika druhů termitů a okolních půd molekulární markery RAPD (randomised amplifised polymorphic DNA). Studovali čtyři druhy termitů krmících půdu a jeden druh termitů živících se houbami v oblasti tropických deštných lesů v povodí řeky Nyong v jižním Kamerunu. Zjistili, že mikrobiální společenstva hromádek druhů termitů živících se půdou byla seskupena ve stejném kladu, zatímco kopce druhů houby rostoucích druhů byla odlišná jako u kontrolních půd. Mikrobiální změny byly závislé na jejich stavbě mohyly a na druzích živících se houbami, které ve svých hromadách používaly sliny jako částicový cement.


041 Biologické vědy

Tato skupina zahrnuje povolání zabývající se výzkumem reprodukce, růstu a vývoje, struktury, životních procesů, chování a klasifikace živých organismů a aplikací poznatků v prevenci chorob při udržování a podpoře zdraví v rostlinném a zvířecím životě. Zahrnuje také vyšetřování ekonomického využití, dopadu na životní prostředí nebo škodlivých aspektů konkrétních zvířat a rostlin.

041.061-010 ANATOMISTIKA (prof. & Amp; kin.)

Studie formy a struktury těl zvířat: Systematickým pozorováním a pitváním zkoumá velké orgány a orgánové systémy těla a pomocí mikroskopu zkoumá drobnou strukturu nebo orgány, tkáně a buňky. Porovnává strukturu jednoho druhu s jiným. Určuje schopnost těl zvířat regenerovat zničené nebo poškozené části a zkoumá možnost transplantace orgánů a kožních segmentů z jednoho živého těla do druhého. Provádí výzkum základních zákonů biologie, aby určil aplikaci v humánní medicíně.

041.061-014 CHOVATEL ZVÍŘAT (prof. & Amp; kin.)

Rozvíjí systémy šlechtění žádoucích charakteristik, jako je zlepšení síly, míry zralosti, odolnosti vůči chorobám a kvality masa, na ekonomicky důležitá zvířata: Určuje generické složení populací zvířat a dědičnost vlastností, přičemž využívá principy genetiky. Křížte zvířata ve stávajících kmenech nebo křížíte kmeny, abyste získali nové kombinace požadovaných vlastností. Vybírá potomstvo mající požadované kmeny obou rodičů a pokračuje v procesu, dokud není dosažen přijatelný výsledek.

041.061-018 APICULTURIST (prof. & Amp. Kin.)

Studie včelí kultury a chovu: Provádí experimenty týkající se příčin a kontroly chorob včel a faktorů ovlivňujících výnosy nektaru a pylu na různých rostlinách navštěvovaných včelami. Provádí výzkum různých fází opylování. Zlepšuje včelí kmeny pomocí selektivního chovu umělým oplodněním.

041.061-026 BIOCHEMISTIKA (prof. & Amp. Kin.) Chemik, biologický.

Studuje chemické procesy živých organismů: Provádí výzkum s cílem určit působení potravin, léčiv, sér, hormonů a dalších látek na tkáně a životně důležité procesy živých organismů. Izoluje, analyzuje a identifikuje hormony, vitamíny, alergeny, minerály a enzymy a určuje účinky na funkce těla. Zkoumá chemické aspekty tvorby protilátek a provádí výzkum chemie buněk a krevních tělísek. Studuje chemii živých procesů, jako jsou mechanismy vývoje normálních a abnormálních buněk, dýchání a trávení a změn živé energie, jako je růst, stárnutí a smrt. Může se specializovat na konkrétní oblast nebo obor práce a být označen CHEMIST, CLINICAL (profess. & Amp kin.) CHEMIST, ENZYMES (profess. & Amp kin.) CHEMIST, PROTEINS (profess. & Amp kin) CHEMIST, STEROIDS (profess. & Amp kin .). Může čistit, čistit, rafinovat a jinak připravovat farmaceutické sloučeniny pro komerční distribuci, vyvíjet nové léky a léky a být označen jako CHEMIST, PHARMACEUTICAL (profes. & Amp. Kin.).

041.061-030 BIOLOGIST (prof. & Amp. Kin.)

Studuje vznik, vztah, vývoj, anatomii, funkce a další základní principy života rostlin a zvířat. Může se specializovat na výzkum zaměřený na konkrétní rostlinu, zvíře nebo aspekt biologie. Může shromažďovat a analyzovat biologická data za účelem stanovení vlivů současného a potenciálního využívání půdy a vodních ploch na životní prostředí. Může připravit zprávy o dopadu na životní prostředí. Může učit.

041.061-034 BIOPHYZIKA (prof. & Amp. Kin.)

Studuje fyzikální principy živých buněk a organismů, jejich elektrickou a mechanickou energii a související jevy: Provádí výzkum s cílem prozkoumat dynamiku v takových oblastech, jako je vidět a slyšet přenos elektrických impulsů podél nervů a svalů a poškození buněk a tkání způsobené X -sady a jaderné částice, kterými se vlastnosti rostlin a živočichů přenášejí po sobě jdoucími generacemi a absorpcí světla chlorofylem ve fotosyntéze nebo pigmenty oka zapojenými do vidění. Analyzuje funkce elektronických a lidských mozků, jako je přenos informací do mozku zvenčí (učení), přenos a manipulace s informacemi v mozku (myšlení) a ukládání informací (paměť). Studuje prostorovou konfiguraci sub mikroskopických molekul, jako jsou proteiny, pomocí rentgenového a elektronového mikroskopu. Může se specializovat na jednu aktivitu, jako je použití záření a jaderných částic k léčbě rakoviny nebo použití atomových izotopů k objevení transformace látek v buňkách.

041.061-038 BOTANIST (prof. & Amp. Kin.)

Studuje vývoj a životní procesy, fyziologii, dědičnost, prostředí, distribuci, anatomii, morfologii a ekonomickou hodnotu rostlin pro použití v takových oblastech, jako je agronomie, lesnictví, zahradnictví a farmakologie: Studuje chování chromozomů a reprodukci, vnitřní a vnější struktury, a zkoumá mechaniku a biochemii rostlin a rostlinných buněk pomocí mikroskopů, barvicích technik a vědeckého vybavení. Zkoumá životní prostředí a rostlinná společenstva a vliv srážek, teploty, podnebí, půdy a nadmořské výšky na růst rostlin od osiva po dospělé rostliny. Identifikuje a klasifikuje rostliny. Může provádět environmentální studie a připravovat zprávy. Může být určen podle oboru specializace jako EKOLOG ROSTLIN (prof. & Amp. Kin.) PLANT TAXONOMIST (prof. & Amp. Kin.).

041.061-042 CYTOLOGIST (prof. & Amp. Kin.)

Studie rostlinných a živočišných buněk: Vybírá a rozřezává nepatrné částice živočišné nebo rostlinné tkáně pro mikroskopické studium pomocí mikro tome a dalšího vybavení a využívá techniky barvení k zviditelnění buněčných struktur nebo k odlišení částí: Studuje části buněk a detaily buněčného dělení na nové buňky pomocí mikroskopu. Analyzuje buňky zabývající se reprodukcí a prostředky, kterými se chromozomy dělí nebo spojují. Studuje tvorbu spermií a vajíček v pohlavních žlázách zvířat a původ krve a tkáňových buněk. Provádí výzkum fyziologie jednobuněčných organismů, jako jsou prvoci, za účelem zjištění fyzikálních a chemických faktorů podílejících se na růstu. Studuje vliv fyzikálních a chemických faktorů na maligní a normální buňky. Vyhodnocuje exfoliované, asperované nebo odřené buňky za účelem posouzení hormonálního stavu a přítomnosti atypických nebo maligních změn. Může být označen podle specializace jako ZVÍŘECÍ CYTOLOG (profes. & Amp. Kin.) ROSTLINNÝ CYTOLOG (profes. & Amp. Kin.).

041.061-046 ENTOMOLOG (profesor a příbuzný)

Studuje hmyz a jeho vztah k rostlinnému a živočišnému životu: Identifikuje a klasifikuje druhy hmyzu a příbuzné formy, jako jsou roztoči a pavouci. Pomáhá při kontrole a eliminaci zemědělských, strukturálních a lesních škůdců vývojem nových a vylepšených pesticidů a kulturních a biologických metod, včetně využívání přirozených nepřátel škůdců. Studuje distribuci hmyzu a stanoviště a doporučuje metody, které zabraňují dovozu a šíření škodlivých druhů.

041.061-050 GENETICIST (prof. & Amp. Kin.)

Studuje dědičnost a variace charakteristik v životních formách: Provádí experimenty za účelem určení zákonů, mechanismů a faktorů prostředí v původu, přenosu a rozvoji zděděných vlastností. Analyzuje determinanty zodpovědné za specifické dědičné vlastnosti, jako jsou barevné rozdíly, velikost a odolnost vůči chorobám, za účelem zlepšení nebo pochopení vztahu dědičnosti ke zralosti, plodnosti nebo jiným faktorům. Navrhuje metody pro změnu nebo vytváření nových vlastností s využitím chemikálií, tepla, světla nebo jiných prostředků. Může se specializovat na konkrétní odvětví genetiky, jako je molekulární genetika nebo populační genetika. Může provádět lidské genetické poradenství nebo lékařskou genetiku.

041.061-058 MICROBIOLOGIST (profesor. & Amp. Kin.) Bakteriolog

Studuje růst, strukturu, vývoj a obecné charakteristiky bakterií a dalších mikroorganismů: Izoluje a vytváří kultury významných bakterií nebo jiných mikroorganismů v předepsaných nebo standardních inhibičních médiích, kontroluje faktory, jako je vlhkost, provzdušňování, teplota a výživa . Mikroorganismy identifikuje mikroskopickým vyšetřením fyziologických, morfologických a kulturních charakteristik. Pozoruje působení mikroorganismů na živé tkáně rostlin, vyšších živočichů a dalších mikroorganismů a na mrtvé organické látky. Provádí chemické analýzy látek, jako jsou kyseliny, alkoholy a enzymy produkované bakteriemi a jinými mikroorganismy, na organickou hmotu. Může se specializovat na studium virů a rickettsií a být jmenován VIROLOGEM (prof. & Amp. Kin.). Může se specializovat na konkrétní materiál nebo oblast produktů a může být jmenován BAKTERIOLOGEM, DENNÍKEM (prof. ) BAKTERIOLOG, FARMACEUTICKÝ (prof. & Amp. Kin.) Nebo BAKTERIOLOG, SOIL (prof. & Amp. Kin.).

041.061-062 MYCOLOGIST (prof. & Amp. Kin.)

Studuje mechanismus životních procesů jedlých, jedovatých a parazitických hub, aby objevil ty, které jsou užitečné pro medicínu, zemědělství a průmysl: Studuje strukturu, afinity, klasifikaci, genetiku, fyziologii a růst hub. Aplikuje poznatky na zemědělství, medicínu a průmysl pro vývoj léčiv, léčiv, plísní a kvasinek. Může se specializovat na výzkum a vývoj v takových oblastech, jako jsou antibiotika nebo poškozování tkanin. Může vyvinout vylepšené metody množení a pěstování jedlých hub jako hub a být označen jako MUSHROOM-SPAWN MAKER (profes. & Amp. Kin.).

041.061-066 NEMATOLOG (profesor a příbuzný)

Studuje hlístice (škrkavky), které parazitují na rostlinách, přenášejí choroby, napadají hmyz nebo útočí na půdu, sladkou vodu nebo mořské hlístice: Identifikuje a klasifikuje hlístice a studuje strukturu, chování, biologii, ekologii, fyziologii, výživu, kulturu a distribuci. Studuje reakce rostlin na parazitické hlístice a asociace s jinými původci chorob rostlin. Vyvíjí metody a zařízení pro zajištění reprezentativních půdních vzorků obsahujících hlístice a pro izolaci, montáž, počítání a identifikaci vzorků. Zkoumá a vyvíjí opatření k ochraně a škůdcům, jako jsou chemické úpravy, úpravy horkou vodou a párou, fumigace půdy, střídání biologických plodin a kulturní postupy. Vědci, kteří se specializují na studium nematodů, kteří parazitují na člověku nebo zvířatech, viz PARASITOLOGIST (prof. & Amp. Kin.).

041.061-070 PARAZITOLOG (profesor a příbuzný)

Studuje charakteristiky, zvyky a životní cykly zvířecích parazitů, jako jsou prvoki, tasemnice, škrkavky, motolice a další parazitické organismy, za účelem určení způsobu, jakým útočí na lidské bytosti a zvířata, a způsobených účinků: Zkoumá způsoby přenosu z hostitele na hostitele . Vyvíjí metody a prostředky pro boj s parazity. Může se specializovat na studium jedné odrůdy parazitů, jako jsou zvířecí paraziti, kteří útočí na člověka, a být jmenován LÉKAŘSKÝM PARAZITOLOGEM (profesor. parazitické organismy a být označen jako PROTOZOOLOG (profesor a příbuzný).

041.061-074 FARMAKOLOG (profesor a příbuzný)

Studuje účinky léčiv, plynů, prachu a dalších materiálů na tkáně a fyziologické procesy zvířat a lidí: Experimenty se zvířaty, jako jsou krysy, morčata a myši, za účelem stanovení reakcí léčiv a dalších látek na fungování orgánů a tkáně, zaznamenávající účinky na oběh, dýchání, trávení nebo jiné životně důležité procesy. Standardizuje dávkování léčiv nebo způsoby imunizace proti průmyslovým chorobám pomocí korelace výsledků experimentů na zvířatech s výsledky získanými z klinických experimentů na lidech. Zkoumá preventivní metody a prostředky nápravy nemocí, jako je silikóza a otrava olovem, rtutí a čpavkem. Analyzuje konzervační látky a barviva v potravinách, havěťové jedy a další materiály za účelem stanovení toxických nebo netoxických vlastností. Standardizuje postupy pro výrobu léčiv a léčivých sloučenin.

041.061-078 FYZIOLOG (profesor a příbuzný)

Provádí výzkum buněčné struktury a funkcí orgánových systémů rostlin a živočichů: Studuje růst, dýchání, oběh, vylučování, pohyb, reprodukci a další funkce rostlin a živočichů za normálních a abnormálních podmínek. Provádí experimenty ke stanovení účinků vnitřních a vnějších faktorů prostředí na životní procesy a funkce pomocí mikroskopu, rentgenového zařízení, spektroskopu a dalšího vybavení. Studuje žlázy a jejich vztah k tělesným funkcím. Může se specializovat na fyziologii zvířat a být jmenován ZVÍŘATNÝM FYZIOLOGEM (prof.

041.061-082 CHOVATEL ROSTLIN (profesor a příbuzný)

Plánuje a provádí šlechtitelské studie s cílem vyvinout a zlepšit odrůdy plodin: Zlepšuje specifické vlastnosti, jako je výnos, velikost, kvalita, zralost a odolnost rostlin vůči mrazu, suchu, chorobám a hmyzu, s využitím zásad genetiky a znalostí o rostlinách růst. Rozvíjí rozmanitost a vybírá nejžádanější rostliny pro křížení. Šlechtí rostliny za použití metod, jako je křížení, křížení, zpětné křížení, křížení, mutace nebo inter -specifická hybridizace a selekce. Vybírá potomstvo mající požadované vlastnosti a pokračuje v chovu a selekčním procesu k dosažení požadovaných cílů.

041.061-086 ROSTLINNÝ PATOLOG (profesor a příbuzný)

Provádí výzkum v přírodě, příčiny a kontrolu chorob rostlin a rozpadu rostlinných produktů: Studuje a porovnává zdravé a nemocné rostliny, aby určil příznaky chorobného stavu. Očkuje zdravé rostliny kulturou podezřelých agens odebraných z nemocných rostlin a studuje účinky za účelem stanovení agens odpovědných za onemocnění. Izoluje původce onemocnění, studuje návyky a životní cyklus a navrhuje způsoby ničení nebo kontroly agens [MICROBIOLOGIST (profes. & Amp. Kin.]]. Testuje možná kontrolní opatření v laboratorních a terénních podmínkách na srovnatelnou účinnost, praktičnost a hospodárnost. Zkoumá srovnatelnou citlivost různých odrůd rostlin a vyvíjí odrůdy imunní vůči chorobám [PLANT BREEDER (profes. & Amp. Kin)]. Studuje míru šíření a intenzitu onemocnění v různých podmínkách půdy, podnebí a geografie a předpovídá ohniska chorob rostlin. Určuje druhy rostlin a hmyzu, které v sobě skrývají nebo přenášejí choroby. Studuje ztráty způsobené zhoršováním rychle se kazících rostlinných produktů při přepravě nebo skladování a vyvíjí postupy k prevenci nebo snížení ztrát. Určuje přítomnost činidel produkujících choroby v zásobách osiva, aby se snížily ztráty z chorob přenášených osivem. Může se specializovat na typ postižených rostlin, jako jsou obilné plodiny, ovocné nebo lesní stromy, nebo na typ onemocnění, jako je bakteriální, virová, plísňová, mykoplazmová nebo nematoda. Může kontrolovat květinová a zeleninová semena a kvetoucí cibule na choroby, infekce a poranění hmyzem.

041.061-090 ZOOLOGIST (profesor a příbuzný)

Studuje původ, vzájemné vztahy, klasifikaci, životní historie, návyky, životní procesy, nemoci, vztah k životnímu prostředí, růst a vývoj, genetiku a distribuci zvířat: Studuje zvířata v přirozeném prostředí a sbírá vzorky pro laboratorní studie. Experimentální studie pitvá a zkoumá vzorky pod mikroskopem a používá chemikálie a různé typy vědeckých zařízení. Připravuje sbírky konzervovaných vzorků nebo mikroskopických preparátů pro takové účely, jako je identifikace druhů, studium vývoje druhů a studium chorob zvířat. Může chovat vzorky pro experimentální účely. Může se specializovat na jeden aspekt studia na zvířatech, jako je fungování zvířete jako organismu nebo vývoj organismu od vajíčka do stadia embrya. Může se specializovat na studium plazů, žab a mloků a může být jmenován HERPETOLOGEM (prof. vyznávat. & amp. kin.) ptáků a být označen jako ORNITHOLOGIST (profesor. & amp. kin.) savců a být označen jako MAMMALOGIST (profesor. & amp. kin.). Může studovat zvířata za účelem identifikace a klasifikace a může být označen ZVÍŘECÍ TAXONOMISTIKA (prof.

041.081-010 POTRAVINÁŘSKÝ TECHNOLOG (prof. & Amp. Kin.) Potravinář.

Aplikuje vědecké a technické principy ve výzkumu, vývoji, výrobní technologii, kontrole kvality, balení, zpracování a využití potravin. Vyvíjí nové a vylepšené metody a systémy pro zpracování, výrobu, kontrolu kvality, balení a distribuci potravin. Studuje metody ke zlepšení kvality potravin, jako je chuť, barva, struktura, nutriční hodnota, praktičnost nebo fyzikálně chemické a mikrobiologické složení potravin. Rozvíjí standardy potravin, bezpečnostní a hygienické předpisy a specifikace pro nakládání s odpady a zásobování vodou. Testuje nové produkty v testovací kuchyni a vyvíjí specifické metody zpracování v laboratorním pilotním závodě a řeší problémy s procesními inženýry, experty na chuť a specialisty na balení a marketing. Může se specializovat na jednu fázi potravinářské technologie, jako je kontrola kvality vývoje produktu nebo inspekce výroby, technické psaní, výuka nebo poradenství. Může se specializovat na konkrétní odvětví potravinářské technologie, jako jsou obilná zrna, maso a drůbež, tuky a oleje, mořské plody, živočišná jídla, nápoje, mléčné výrobky, příchutě, cukry a škroby, stabilizátory, konzervační látky, barviva a výživové doplňky a identifikováno podle odvětví potravinářské technologie.

041.261-010 VEŘEJNÝ ZDRAVOTNÍ MIKROBIOLOG (vládní ser.)

Provádí experimenty s cílem detekovat přítomnost škodlivých nebo patogenních bakterií ve vodě, zásobování potravinami nebo obecným prostředím komunity a kontrolovat nebo eliminovat zdroje možného znečištění nebo nákazy: Provádí pravidelné laboratorní počty bakterií ve vodárenství. Analyzuje vzorky odpadních vod na škodlivé mikroorganismy a rychlost čištění kalu aerobními bakteriemi. Zkoumá mléko, měkkýše a další potraviny na mikroorganismy představující hrozbu pro veřejné zdraví. Spolupracuje s nemocnicemi a klinickými laboratořemi při identifikaci mikroorganismů odebraných nemocným osobám za účelem zjištění přítomnosti bakterií způsobujících nakažlivá nebo epidemická onemocnění. Může naočkovat členy komunity proti nakažlivým chorobám.

041.381-010 TECHNIK TECHNIKY BIOLOGIE (prof. & Amp; kin.)

Připravuje a vkládá do plastových, biologických vzorků rostlinného a živočišného života k použití jako pomocné pomůcky: Vybírá vzorky rostlin nebo zvířat v konzervovaném nebo sušeném stavu. Rozebírá zvíře a čistí veškerou hmotu od kosterních struktur. Připravuje řezy nebo příčné řezy malých zvířat, embryí nebo průřezy zvířecích orgánů, jako jsou žlázy, ledviny, srdce nebo oči. Vybírá, stříhá a barví různé stonky, květiny a listy, aby ukázal strukturu a systémy rostlin. Vybírá různé skvrny, aby jasně indikoval podpůrnou strukturu, oběhový systém nebo jiný rys rostliny nebo zvířete. Sestavte a umístěte součásti vzorku do formy pomocí kolíků a přidržovacích zařízení. Míchá polylitový plast nebo jiný materiál a dokončuje vkládání různými technikami tvarování. Pracuje s rostlinami, zvířaty, měkkýši, hmyzem a dalšími třídami rostlin a živočichů. Identifikuje typ a stáří vzorku, datum přípravy a typ použitého vkládacího materiálu. Může provozovat inkubátor pro pěstování slepičích vajec pro vzorky embryí. Může připravit ekologické soupravy, které demonstrují znečišťující podmínky ve vodě, půdě nebo vzduchu.

Převzato z amerického ministerstva práce DOT pro Slovník zemědělských zaměstnání


Inhibiční účinky Moso bambusu (Phyllostachys heterocycla F. pubescens) extrakty na fytopatogenní růst bakterií a hub

Moso bambus (Phyllostachys heterocycla F. pubescens) je hojná, ale málo využívaná biomasa, pro kterou jsou nutná opatření na podporu jejího využití. Aby se zjistilo, zda lze bambusové extrakty Moso použít jako přírodní pesticidy k ochraně rostlin, byly pomocí testů in vitro zkoumány inhibiční účinky různých extraktů na fytopatogenní růst bakterií a hub. Některé ethanolové extrakty z listů, větví, vnějších stébel, vnitřních stébel a uzlů vykazovaly významné, ale slabé účinky inhibice růstu dvou gramnegativních bakterií (Pseudomonas syringae pv. aktinidie biovar 3 a Erwinia chrysanthemi) a dvě houby (Glomerella cingulata a Trichoderma harzianum), zatímco žádný extrakt z horké vody nevykazoval antimikrobiální aktivitu. Extrakty přehřáté páry (SHS), zvláště extrahované z kulmy při 210 ° C, výrazně inhibovaly růst dvou gramnegativních bakterií (P. syringae pv. aktinidie biovar 3 a E. chryzantéma) a tři houby (Botrytis cinerea, G. cingulata, a T. harzianum) ve srovnání s ethanolovými extrakty. Ve srovnání s bambusovým octem vykazovaly extrakty SHS stejnou antibakteriální a silnou antifungální aktivitu. Plynová chromatografie - analýza hmotnostní spektrometrie odhalila, že extrakt SHS obsahoval kyselinu octovou, propanovou, furfural a malé množství fenolových sloučenin (fenol, guajakol atd.). Dávka kyseliny octové (přibližně 120 000 ppm) ekvivalentní její koncentraci (113 327 ppm) v extraktech SHS inhibovala růst fytopatogenů na úrovni srovnatelné s extrakty SHS, což naznačuje, že za antimikrobiální aktivitu extraktů SHS je zodpovědná především kyselina octová. Extrakty SHS se zvýšeným pH navíc výrazně neinhibují růst hub, což naznačuje, že antifungální účinky jsou závislé na pH. Proto je účinnější používat SHS k extrakci kulmy pro využití bambusové biomasy Moso jako přírodního pesticidu.

Toto je náhled obsahu předplatného, ​​přístup prostřednictvím vaší instituce.


Abstraktní

Odvodňovací systémy s odlivem a odtokem jsou vysoce účinné, šetří vodu a jsou šetrné k životnímu prostředí. Jedním z problémů těchto recirkulačních systémů je však možný přenos rostlinných patogenů. Tady, skrz 16S rRNA-cílené sekvenování Illumina, dynamika bakterií v recirkulačním živném roztoku byla charakterizována pro sazenice okurkových kuželů kultivované v systému odlivu a odlivu v létě a v zimě. Jak počet bakterií, tak rozmanitost v živném roztoku se zvýšily bezprostředně po prvním zavlažovacím cyklu, poté byly tyto hodnoty postupně stabilní s recirkulačním zavlažováním. V létě a v zimě byly pozorovány různé bakteriální složení a měnící se vzorce. V létě převládají rody v živném roztoku Comamonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Reyranella, Sfingobium, Bradyrhizobium, Sfingomonas, a Acidovorax. Z těchto rodů bylo během recirkulačního zavlažování relativní množství Bradyrhizobium postupně klesal, zatímco těch z Pseudomonas, Reyranella, Sfingobium, Sfingomonas, a Acidovorax postupně narůstal. V zimě byly bakteriální komunity složeny hlavně z Nevskia, Bosea, Sfingobium, Acidovorax, Pseudomonas, a Hydrocarboniphaga. Z těchto rodů je relativní hojnost Bosea, Sfingobium, a Acidovorax vykazovaly rostoucí trend, zatímco ty z Nevskia a Hydrocarboniphaga celkově snížil. Kromě toho v létě ani v zimě nebyly na okurce zjištěny žádné patogenní bakterie rostlin, nicméně některé potenciálně prospěšné bakterie, včetně Comamonas testosteroni, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, P. koreensis a Sphingobium yanoikuyae, kolonizovali živný roztok a během zavlažování vykazovali zvýšené relativní množství. Kolonizace těchto bakterií může usnadnit podporu růstu rostlin.Očkování mikrobů z výtokového živného roztoku také podpořilo růst sazenic okurek, ale nevedlo k žádnému onemocnění. Tato data objasňují dynamiku bakterií v systému přílivu a odlivu kultivace okurek a poskytují užitečné informace pro biologickou kontrolu během produkce sazenic okurek.

Citace: Dong C-J, Li Q, Wang L-L, Shang Q-M (2020) Dynamické změny bakteriálních společenstev v recirkulačním živném roztoku sazenic okurkových kuželů kultivovaných v systému odlivu a odlivu. PLoS ONE 15 (4): e0232446. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232446

Editor: Kandasamy Ulaganathan, Osmania University, INDIA

Přijato: 30. října 2019 Přijato: 14. dubna 2020 Zveřejněno: 30. dubna 2020

Autorská práva: © 2020 Dong a kol. Toto je článek s otevřeným přístupem distribuovaný za podmínek licence Creative Commons Attribution License, která umožňuje neomezené použití, distribuci a reprodukci v jakémkoli médiu za předpokladu, že je uveden původní autor a zdroj.

Dostupnost dat: Všechny sekvenční soubory jsou k dispozici z databáze archivu čtení sekvencí NCBI (přístupové číslo PRJNA576116).

Financování: Tato práce byla podpořena granty z Národního klíčového programu výzkumu a vývoje v Číně (č. 2016YED0201003), systému China Agriculture Research System (CARS-25) a Innovation Programme of Science and Technology of the Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAASASTIPIVFCAAS) . Finančníci neměli žádnou roli při návrhu studie, sběru dat a analýze, rozhodování o zveřejnění nebo přípravě rukopisu.

Konkurenční zájmy: Autoři prohlásili, že neexistují žádné protichůdné zájmy.


Korelace hodnot Ki pesticidů s růstem bakterií - biologie

Program 973 je základním národním výzkumným programem Číny zřízeným na podporu základního výzkumu v přírodních a fyzikálních vědách. Kromě podpory rozvoje základní technologie a vědecké infrastruktury potřebné k tomu, aby Čína mohla čelit sociálním a ekonomickým výzvám 21. století, je důležitým cílem tohoto národního programu také odborná příprava a mentoring nové generace čínských mladých vědců. Program výzkumu zelených chemických pesticidů je součástí programu 973. Hlavními cíli etapy 1 programu výzkumu zelených chemických pesticidů (2003–2008) je stanovit schopnost Číny provádět základní výzkum při objevování „zelených“ chemikálií na ochranu plodin, které jsou nejen nové ve způsobu účinku a vysoce selektivní pro druhy škůdců, které jsou jedinečné pro čínskou zemědělskou situaci, ale mají také příznivé environmentální a lidské riziko a potenciální riziko. Jako hlavní platformu zjišťování byla vybrána strategie zjišťování založená na cílech. Tato strategie nejenže poskytla tomuto výzkumnému programu nejlepší příležitost objevit nové produkty, ale také poskytla členům tohoto výzkumného týmu příležitosti zavést základní technologie v navrhování pesticidů podporovaných chemoinformatikou/výpočty pomocí QSAR, QAAR, citlivé a selektivní metodiky biologických zkoušek, kombinatorické syntézy, optimalizace hit to lead a biologické cíle, které byly odvozeny z rezistence-AChE, IGR, nAChR atd. Na základě poznatků z fáze 1, fáze 2 (2010-2014) tohoto programu se zaměří na molekulárně zaměřené cíle inovace zelených chemických pesticidů. Tento komentář představuje klíčová zjištění a úspěchy z 1. etapy čínského programu výzkumu zelených chemických pesticidů. Doufáme, že tyto informace podnítí další konstruktivní spolupráci mezi vědci v oboru pesticidů z Číny a zahraničí.

Články
Design a syntéza nových insekticidů na bázi serotonergního ligandu 1-[(4-aminofenyl) ethyl] -4- [3- (trifluormethyl) fenyl] piperazin (PAPP)
  • Mingyi Cai,
  • Zhong Li* ,
  • Feng fanoušek,
  • Qingchun Huang,
  • Xusheng Shao a
  • Píseň Gonghua*

1-[(4-aminofenyl) ethyl] -4- [3- (trifluormethyl) fenyl] piperazin (PAPP) je agonista 5-HT1A a uvádí se, že vykazuje vysokou afinitu k serotoninovému (5-HT) receptoru z parazitického hlístic Haemonchus contortus. Toto vyšetřování zkoumalo možnost použití PAPP jako hlavní sloučeniny nových insekticidů s novým způsobem účinku. Na základě lešení PAPP byla navržena, syntetizována a vyhodnocena biologická aktivita proti Pseudaletia separata (Walker) z řady derivátů 1-arylmethyl-4-[(trifluormethyl) pyridin-2-yl] piperazinu. Biologické testy ukázaly, že většina cílových sloučenin vykazovala určité aktivity inhibující růst nebo larvicidní aktivity proti armádním červům. Rovněž byl analyzován a stanoven vztah kvantitativní struktury a aktivity (QSAR) pro aktivity inhibující růst.

Syntéza, krystalová struktura a biologická aktivita 1,2,4-triazolo [3,4-] obsahující 4-methyl-1,2,3-thiadiazolb] [1,3,4] thiadiazoly
  • Zhijin Fan* ,
  • Zhikun Yang,
  • Haike Zhang,
  • Na Mi,
  • Huan Wang,
  • Fei Cai,
  • Xiang Zuo,
  • Qingxiang Zheng, a
  • Haibinova píseň

Heterocyklické sloučeniny hrají důležitou roli jako hlavní zdroje olověných molekul agrochemikálií. Syntéza a biologická aktivita 1,2,4-triazolo [3,4-b] [1,3,4] -thiadiazolů obsahujících thiadiazol byla uváděna jen zřídka. K nalezení nových sloučenin olova s ​​různými biologickými aktivitami se používá řada 6-substituovaných-3- (4-methyl-1,2,3-thiadiazolyl) [1,2,4] triazolo [3,4-b] [1, 3,4] thiadizoly byly racionálně navrženy a syntetizovány podle principu kombinací bioaktivních substruktur kondenzací 3- (4-methyl-1,2,3-thiadiazolyl) -4-amino-1,2,4-triazolu -5-thion s různými karboxylovými kyselinami a oxychloridem fosforečným. Všechny nově syntetizované sloučeniny byly identifikovány protonovou nukleární magnetickou rezonancí (1H NMR), infračervenou spektroskopií (IR), elektroionizační hmotnostní spektrometrií (EI/MS) a elementární analýzou. Krystalová struktura 3- (4-methyl-1,2,3-thiadiazolyl) -6- (4-methylfenyl) [1,2,4] triazolo [3,4-b] [1,3,4] thiadizolu byla stanovena rentgenovou difrakční krystalografií. V tomto krystalu byly pozorovány dvě intermolekulární vodíkové vazby (N2 ··· H − C12 a N3 ··· H − C13), slabá mezimolekulární interakce (S ··· S) a slabá intermolekulární interakce pπ − pπ. Fungicidní screening ukázal, že všechny cílové sloučeniny vykazovaly určitý rozsah inhibice růstu proti testovaným houbám. 3- (4-methyl-1,2,3-thiadiazolyl) -6-n-propyl [1,2,4] triazolo [3,4-b] [1,3,4] thiadizol a 3- (4- methyl-1,2,3-thiadiazolyl) -6-trichlormethyl [1,2,4] triazolo [3,4-b] [1,3,4] thiadizol má potenciálně široké spektrum fungicidní aktivity. Střední efektivní koncentrace (EC50) detekovaná pro 3- (4-methyl-1,2,3-thiadiazolyl) -6-trichlormethyl [1,2,4] triazolo [3,4-b] [1,3,4] thiadizol u šesti hub byl od 7,28 μmol/L proti Pellicularia sasakii (Shirai) do 42,49 μmol/L proti Alternaria solani. Výsledky naznačily, že 1,2,4-triazolo [3,4-b] [1,3,4] -thiadiazoly obsahující thiadiazol jsou potenciálními fungicidními olověnými sloučeninami.

Srovnatelná citlivost lidských buněk 293 a hmyzích buněk Tn-5B1-4 na fotoaktivovaný α-terthienyl
  • Qingchun Huang* ,
  • Yang Liu,
  • Taisong Zhan,
  • Yunfei Deng a
  • Yuan He

Doufáme, že fotoaktivní sloučeniny působící jako potenciální insekticidy budou mít snížené riziko pro životní prostředí, ale není tomu tak nutně. Ve snaze objasnit riziko, kterým fotoaktivovaný a-terthienyl (a-T) ovlivňuje lidské zdraví, byly charakterizovány účinky expozice lidských buněk 293 a hmyzích buněk Tn-5B1-4 fotoaktivovanému a-T v určitých dávkách. Fotoaktivovaný α-T vykazoval na dávce závislost toxicity a časové kinetiky fototoxické aktivace na růstu 293 buněk (EC50 = 6,23 μg/ml) a buněk Tn-5B1-4 (EC50 = 3,36 μg/ml). 293 buněk se zdálo být nezávislých na ukotvení, nafouknuto a zlomené buňky Tn-5B1-4 vykazovaly významnou nekrózu. Produkce ROS a lipidová peroxidace 293 buněk byly vždy nižší než u buněk Tn-5B1-4 při ošetření a-T stejnou dávkou. Kromě toho fotoaktivovaný α-T způsobil neselektivní poškození DNA v buňkách 293 a Tn-5B1-4 při dávce 10 μg/ml a indukoval progresi buněčného cyklu 293 buněk za účelem zvýšení apoptózy buněk a zastavení G1 a snížení populace buněčné fáze S vzhledem k tomu, že buňky Tn-5B1-4 vykazovaly zastavení S doprovázené poklesem buněk fáze G1 a G2 závislých na dávce při dávce 5 μg/ml. Tato pozorování naznačují, že buňky Tn-5B1-4 jsou náchylnější k působení fotoaktivovaných a-T než 293 buněk, ale fotoaktivovaný a-T jako účinný insekticid může být potenciálním faktorem lidské mutagenní progrese.

Design, syntéza a 3D-QSAR analýza románu 1,3,4-Oxadiazol-2 (3H) -ony jako inhibitory protoporfyrinogen oxidázy
  • Li-Li Jiang,
  • Ying Tan,
  • Xiao-Lei Zhu,
  • Zhi-Fang Wang,
  • Yang Zuo,
  • Qiong Chen,
  • Zhen Xi* , a
  • Guang-Fu Yang*

Protoporfyrinogen oxidáza (PPO, EC 1.3.3.4) byla identifikována jako jeden z nejvýznamnějších akčních cílů pro velkou chemicky různorodou rodinu herbicidů, které vykazují některé zajímavé vlastnosti, jako je nízká míra použití, nízká toxicita pro savce a malý dopad na životní prostředí . Jako pokračování výzkumné práce na vývoji nových inhibitorů PPO byly navrženy a syntetizovány některé benzothiazolové analogy oxadiargylů, důležitého komerčního herbicidu inhibujícího PPO, uzavřením kruhu substituentů v polohách C-4 a C-5. Výsledky biologického testu ukázaly, že série 8, 9 a 10 mají dobrou inhibiční aktivitu na PPO s hodnotami ki v rozmezí od 0,25 do 18,63 uM. Nejzajímavější je, že 9l, ethyl 2-((5- (5-terc-butyl-2-oxo-1,3,4-oxadiazol-2 (3H) -yl) -6-fluorbenzothiazol-2-yl) sulfanyl) propanoát , byl identifikován jako nejslibnější kandidát díky vysokému inhibičnímu účinku na PPO (ki = 1,42 μM) a širokospektrální postemergentní herbicidní aktivitě při koncentraci 37,5 g ai/ha.

Syntéza, biologická aktivita a kvantitativní struktura hologramu - vztahy aktivity nových analogů allatostatinu
  • Zhen-peng Kai,
  • Juan Huang,
  • Yong Xie,
  • Stephen S. Tobe* ,
  • Yun Ling,
  • Li Zhang,
  • Yi-chen Zhao, a
  • Xin-ling Yang*

Allatostatiny švábového typu (FGLamides) (AST) mohou inhibovat produkci juvenilního hormonu in vitro, a proto jsou považovány za možné kandidáty regulátoru růstu hmyzu (IGR) pro kontrolu škůdců. Několik nedostatků, jako je absence účinků in vivo, rychlá degradace a vysoké výrobní náklady, však brání jejich praktickému použití při ochraně před škůdci. K objevení nových IGR bylo navrženo a syntetizováno 25 nových analogů pentapeptidu (Y/FXFGLa) s různými aromatickými kyselinami, mastnými kyselinami a dikarboxylovými kyselinami jako náhradou oblasti Y/FX na základě předchozích výsledků. Byla stanovena jejich bioaktivita in vitro a výsledky ukázaly, že osm analogů (K14, K15, K17, K18, K19, K23, K24 a K25) bylo aktivnějších než hlavní pentapeptid v hlavní oblasti. Hodnoty IC50 K15 a K24 (IC50 = 1,79 a 5,32 nM, v uvedeném pořadí) byly ještě nižší než hodnoty přirozeného AST, Dippu-AST 1 (IC50 = 8 nM), což indikovalo, že oba analogy mají lepší aktivitu než Dippu-AST 1 zejména K15 má lepší aktivitu než většina přírodních Dippu-AST. Byl získán předvídatelný a statisticky významný hologramový kvantitativní vztah mezi strukturou a aktivitou (HQSAR) 32 analogů AST (28 jako tréninkové sady a 4 jako testovací sady). Konečný model navrhl, že silný analog AST by měl obsahovat aromatickou skupinu, linker vhodné délky a část FGLa. Tyto výsledky budou užitečné při navrhování nových analogů AST, které jsou strukturálně příbuzné sloučeninám tréninkové sady.

Syntéza, fungicidní aktivita a struktura-aktivita-vztah spiro-sloučenin obsahujících makrolaktamové (makrolaktonové) a thiadiazolinové kruhy
  • Jian-Jun Li,
  • Xiao-Mei Liang,
  • Shu-Hui Jin,
  • Jian-Jun Zhang,
  • Hui-Zhu Yuan,
  • Shu-Hua Qi,
  • Fu-Heng Chen a
  • Dao-Quan Wang*

Dvě série nových spiro-sloučenin obsahujících makrolaktam nebo makrolakton a thiadiazolinové kruhy, 1-thia-2-alkylimino-3,4,9-triaza-10-oxospiro [4.15] eikosyl-3-en (4F) a 1-thia- 2-alkylimino-3,4-diaza-9-oxa-10-oxospiro [4.15] eikosyl-3-en (4G), byly syntetizovány z 12-oxo-1,15-pentadecanlaktamu a 12-oxo-1,15- pentadecanlakton. Jejich struktury byly potvrzeny elementární analýzou, 1H NMR a 13C NMR. Konformace sloučenin 4F byla stanovena prostřednictvím krystalové struktury reprezentativní sloučeniny (4F6). Biologický test ukázal, že sloučeniny 4F mají mnohem lepší fungicidní aktivitu proti pěti houbám (Botrytis cinerea Pers., Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia solani Kühn., Phomopsis asparagi Sacc. A Pyricularia oryzae Cav.) Než sloučeniny 4G. Výše uvedená skutečnost ukázala, že přítomnost donoru vodíkových vazeb pro fungicidní aktivitu makrocyklických sloučenin je velmi důležitá. 4F6 vykazoval vynikající fungicidní aktivitu proti P. oryzae, což je mnohem lepší než komerční fungicidní isoprothiolan, a 4F13 vykazoval vynikající fungicidní aktivitu proti P. oryzae a dobrou fungicidní aktivitu proti P. asparagi.

Syntéza a biologická aktivita nových (E) -α- (Methoxyimino) benzenacetátové deriváty obsahující substituovaný pyrazolový kruh
  • Miao Li,
  • Chang-Ling Liu* ,
  • Ji-Chun Yang,
  • Jin-Bo Zhang,
  • Zhi-Nian Li,
  • Hong Zhang a
  • Zheng-Ming Li

Strobiluriny jsou jednou z nejdůležitějších tříd zemědělských fungicidů. Aby se objevily nové analogy strobilurinu s vysokou aktivitou, byla syntetizována řada nových derivátů strobilurinu obsahující substituovaný pyrazol v postranním řetězci a byly testovány jejich biologické aktivity. Sloučeniny byly identifikovány 1H nukleární magnetickou rezonancí, infračervenou a elementární analýzou. Výsledky testů ukázaly, že sloučeniny vykazovaly silné fungicidní účinky proti Pyricularia oryzae, Phytophthora infestans, Pseudoperonospora cubensis a Erysiphe graminis. Vztah mezi strukturou a biologickou aktivitou je diskutován z hlediska účinků substituentů na pyrazolový kruh. Tato práce ukazuje, že analoga strobilurinu s postranním řetězcem 3- (substituovaný fenyl) -1 H-pyrazol-5-oxy mohou být použity jako možné olověné sloučeniny pro vývoj potenciálních agrochemikálií.

Syntéza derivátů 1-acyl-3-isopropenylbenzimidazolonu a jejich aktivita proti Botrytis cinerea
  • Sheng-Kun Li,
  • Zhi-Qin Ji,
  • Ji-Wen Zhang,
  • Zheng-Yan Guo a
  • Wen-Jun Wu*

Byla syntetizována řada derivátů 1-acyl-3-isopropenylbenzimidazolonu a jejich struktury byly charakterizovány 1H a 13C NMR a elementární analýzou. Jejich fungicidní aktivity proti Botrytis cinerea byly také hodnoceny testem klíčivosti spor. Kyselina akrylová, kyselina methakrylová, kyselina 4-chlorfenyloctová a deriváty kyseliny 2-chlorbenzoové vykazovaly silnou fungicidní aktivitu. To znamenalo, že benzimidazolony mohou být potenciálními sloučeninami vedoucími k fungicidům.

Pravidla pro screening přívodů fungicidů, herbicidů a insekticidů
  • Bin Liu,
  • Fucheng Zhu,
  • Ying Huang,
  • Yuhui Wang,
  • Fei Yu,
  • Botao Fan, a
  • Jianhua Yao*

Aby se zvýšila účinnost hledání svodů při navrhování pesticidů, jsou žádoucí rozumná pravidla pro screening přívodů fungicidů, herbicidů a insekticidů. Předchozí práce ukázaly, že „pravidlo 5“ Lipinského není vhodným screeningovým pravidlem pro přívody pesticidů a navrhovaná pravidla pro přívody fungicidů, insekticidů a herbicidů, která byla kombinována logaritmickým poměrem rozdělovacího koeficientu oktanol - voda (log P), počet donorů vodíkových vazeb, molekulová hmotnost, počet akceptorů vodíkových vazeb, polární povrch, karcinogenní toxicita a mutagenní toxicita. Zde jsou uvedeny tři sady pravidel pro screening přívodů fungicidu, insekticidu a herbicidu, v daném pořadí. Každý soubor pravidel screeningu zahrnuje sedm deskriptorů, které byly vybrány Kolmogorovovým-Smirnovovým testem, ANOVOU, Kruskal-Wallisovým testem a Pearsonovou korelací produktového momentu z více než 450 deskriptorů vypočítaných Codessou. Jejich přesnost je asi 82, 83 a 89%.

Design, syntéza a herbicidní aktivity nových 2-kyanoakrylátů obsahujících isoxazolové skupiny
  • Yuxiu Liu,
  • Zhipeng Cui,
  • Bin Liu,
  • Baoli Cai,
  • Yonghong Li a
  • Qingmin Wang*

Byla navržena a syntetizována řada nových 2-kyanoakrylátů obsahujících isoxazolovou skupinu. Jejich struktury byly charakterizovány 1H NMR a elementární analýzou (nebo hmotnostní spektrometrií s vysokým rozlišením). Byly hodnoceny jejich herbicidní aktivity proti čtyřem druhům a výsledky ukázaly, že některé z titulních sloučenin vykazovaly vynikající herbicidní účinky proti řepce a amarantu při léčbě postemergence i při dávce 75 g/ha.

Syntéza, krystalová struktura a insekticidní aktivity vysoce přetíženého hexahydroimidazo [1,2-A] Deriváty pyridinu: Vliv konformací na činnosti
  • Xusheng Shao,
  • Zhiping Xu,
  • Xianfeng Zhao,
  • Xiaoyong Xu* ,
  • Liming Tao,
  • Zhong Li* , a
  • Xuhong Qian

Série hexahydroimidazo [1,2-a] pyridinových derivátů byla navržena a syntetizována reakcemi aza-Diels-Alder a hodnocena na insekticidní aktivity. Sloučeniny 6a-d s endo-konformací byly obdařeny vynikajícími insekticidními aktivitami proti mšici kravské (Aphis craccivora) a červotoči (Pseudaletia separata Walker), zatímco exosloučeniny 7a-d vykazovaly pouze nízkou aktivitu proti mšici. Rozdíl v aktivitách mezi endo- a exo-konformacemi naznačoval, že konformace byla pro tyto sloučeniny determinantem života nebo smrti hmyzu.

Divalentní a oxabridované neonikotinoidy konstruované dialdehydy a nitromethylenovými analogy imidaclopridu: design, syntéza, struktura krystalu a insekticidní aktivity
  • Xusheng Shao,
  • Hua Fu,
  • Xiaoyong Xu* ,
  • Xinglei Xu,
  • Zewen Liu,
  • Zhong Li* , a
  • Xuhong Qian

Série dvojmocných a oxabridovaných neonikotinoidů byla syntetizována reakcemi nitromethylenových analogů imidaclopridu a dialdehydů a jejich struktury byly potvrzeny 1H NMR, 13C NMR, hmotnostní spektroskopií s vysokým rozlišením a rentgenovou difrakční analýzou. Biologické testy ukázaly, že některé z nich byly vybaveny vynikajícími insekticidními aktivitami proti mšici kravské (Aphis craccivora), červotoči (Pseudaletia separata Walker) a hnízdu hnědému (Nilaparvata lugens). Divalentní neonikotinoid 6 a oxabridged 8a měly vyšší aktivity než imidacloprid proti mšicím cowpea a Armyworm, navíc aktivita 8a byla 40,4krát vyšší než imidacloprid proti imidacloprid-rezistentnímu hnědému rostlinníku.

Syntéza a antivirové aktivity fenanthroindolizidinových alkaloidů a jejich derivátů
  • Kailiang Wang,
  • Bo Su,
  • Ziwen Wang,
  • Meng Wu,
  • Zheng Li,
  • Yanna Hu,
  • Zhijin Fan,
  • Na Mi, a
  • Qingmin Wang*

Racemické fenanthroindolizidinové alkaloidy tylophorin, antofin a deoxytylophorinin a opticky čisté alkaloidy S-(+)-tylophorin a R-(-)-tylophorin byly syntetizovány a hodnoceny na jejich antivirové aktivity proti viru tabákové mozaiky (TMV). Další modifikace salinizace na bázi tylophorinu zvýšily stabilitu a rozpustnost ve vodě a zlepšily antivirovou aktivitu při aplikaci. Výsledky biologického testu ukázaly, že většina těchto syntetizovaných sloučenin vykazovala vyšší antivirovou aktivitu proti TMV in vitro a in vivo než komerční Ningnanmycin. Zejména deriváty tylophorinové soli 10, 11, 13, 17 a 22 se ukázaly jako potenciální inhibitory rostlinného viru. Tato zjištění ukazují, že tyto fenanthroindolizidinové alkaloidy a jejich deriváty solí představují novou šablonu pro antivirové studie a mohly by být zvažovány pro novou terapii proti infekci rostlinnými viry.

Izolace a identifikace nových makrocyklických laktonů ze Streptomyces avermitilis NEAU1069 s akaricidní a nematocidní aktivitou
  • Xiang-Jing Wang,
  • Ming Wang,
  • Ji-Dong Wang,
  • Ling Jiang,
  • Ji-Jia Wang a
  • Wen-Sheng Xiang*

K izolaci a stanovení chemické identity bioaktivních složek s akaricidní a nemotocidní aktivitou byla použita frakcionace fermentačního bujónu Streptomyces avermitilis NEAU1069 řízená biologickou aktivitou. Struktury nových sloučenin 1 a 2 byly stanoveny na základě spektroskopické analýzy, zahrnující 1D a 2D NMR, stejně jako HRESI-MS, ESI-MS spektrometrické analýzy, UV a IR spektroskopické analýzy a srovnání s údaji z literatury. Akaricidní aktivity izolovaných sloučenin proti dospělým roztočům a vajíčkům roztočů byly hodnoceny podle úmrtnosti a nevylíhnutých vajec. Nematocidní aktivita izolovaných sloučenin proti Caenorhabditis elegans byla vypočtena podle poměrů imobilizovaných proti celkovému počtu testovaných hlístic. Výsledky ukázaly, že sloučeniny 1 a 2 vykazovaly silnou akaricidní aktivitu proti dospělým roztočům s úmrtností> 90% při koncentraci 30 μg/ml. Sloučeniny 1 a 2 však vykazovaly pouze slabou akaricidní aktivitu proti vajíčkům roztočů, s nevylíhnutými vejci roztočů <60% při koncentraci 100 μg/ml. Sloučenina 2, hydroxylovaný derivát na C-23 z 1, měla vysokou nematocidní aktivitu proti C. elegans, s nehybností> 90% při koncentraci 10 ug/ml. Tyto výsledky ukazují, že sloučeniny 1 a 2, zejména sloučenina 2, mají potenciál jako pesticidy s akaricidní a nematocidní aktivitou.

Syntéza a biologická aktivita organotin 4-methyl-1,2,3-thiadiazol-5-karboxylátů a benzo [1,2,3] thiadiazol-7-karboxylátů
  • Zhi-Hong Wang* ,
  • Yan-Zhao Guo,
  • Června Zhang,
  • Lin Ma,
  • Hai-Bin Song, a
  • Zhi-Jin fanoušek*

Byla syntetizována řada organotin 4-methyl-l, 2,3-thiadiazol-5-karboxylátů a benzo [l, 2,3] thiadiazol-7-karboxylátů a charakterizována NMR (1H, 13C a 119Sn), IR a elementární analýzy. Struktura dimerního komplexu <[(BTHCO2) SnEt2] 2O> 2 (BTH představuje benzo [1,2,3] thiadiazol-7-yl) byla dále potvrzena rentgenovou difrakční krystalografií. Hodnocení fungicidní aktivity ukazuje, že všechny nově syntetizované sloučeniny vykazují dobrou inhibici růstu proti Alternaria solani, Cercospora arachidicola, Gibberella zeae, Physalospora piricola a Botrytis cinerea. V případě triorganotin 4-methyl-1,2,3-thiadiazol-5-karboxylátů a benzo [1,2,3] thiadiazol-7-karboxylátů bylo in vitro získáno vysoké procento inhibice růstu při 50 μg/ml. Byly detekovány odpovídající hodnoty EC50 těchto triorganotin karboxylátů a u triethyltin benzo [1,2,3 byly pozorovány hodnoty EC50 až 0,12 μg/ml proti P. piricola a 0,16 μg/ml proti G. zeae. ] thiadiazol-7-karboxylát.

Studium inhibičních účinků a mechanismu účinku nového fungicidu Pyrimorph proti Phytophthora capsici
  • Xiaojing Yan,
  • Weicai Qin,
  • Lipeng Sun,
  • Shuhua Qi,
  • Daibin Yang,
  • Zhaohai Qin a
  • Huizhu Yuan*

Antifungální aktivita nového fungicidu pyrimorf, (E) -3-[(2-chlorpyridin-4-y1) -3- (4-terc-butylfenyl) akryloyl] morfolinu proti Phytophthora capsici byla zkoumána in vitro. Pyrimorph inhiboval různá stadia životního cyklu P. capsici, včetně růstu mycelia, produkce sporangia, uvolňování zoospór a klíčení cystospore s hodnotami EC50 1,84, 0,17, 4,92 a 0,09 μg ml − 1. Účinek pyrimorfů na růst mycelia byl snížen přidáním různých koncentrací ATP, což naznačovalo, že mechanismus účinku pyrimorfů byl spojen s narušením systému generování energie. Mezitím pyrimorf vykazoval určitou inhibici metabolických přístupů Embden -Meyerhof -Parnas (EMP), cyklu trikarboxylových kyselin (TCA) a hexosemonofosfátu (HMP) měřením spotřeby kyslíku pyrimorfem kombinovaným se třemi reprezentativními inhibitory metabolických přístupů. Výsledky ukázaly, že pyrimorf by mohl významně inhibovat přístup HMP. Morfologické a ultrastrukturální studie ukázaly, že pyrimorf způsoboval nadměrné septování a bobtnání hyf, zkreslení a narušení většiny vakuol, zesílení a rozvoj vícevrstvé buněčné stěny a hromadění hustých těl. Tyto výsledky naznačují, že pyrimorf vykazoval několik způsobů účinku, včetně poškození systému generování energie a účinku na biosyntézu buněčné stěny přímo nebo nepřímo.

Primární studie o způsobu účinku u kandidátů na makrocyklické fungicidy (7B3, D1) proti Rhizoctonia solani Kühn
  • Xiaojing Yan,
  • Xiaomei Liang,
  • Shuhui Jin,
  • Jinping Lv,
  • Chunxin Yu,
  • Wenyan Qi,
  • Baoju Li,
  • Huizhu Yuan* ,
  • Shuhua Qi,
  • Yanxia Shi,
  • Jingping Wu,
  • Fuheng Chen a
  • Daoquan Wang*

Byl navržen a syntetizován nový kandidát na fungicid makrolaktamu (7B3) a nový kandidát na aza-makrolaktonový fungicid (D1) a biotest ukázal, že oba vykazují vynikající fungicidní aktivitu proti Rhizoctonia solani Kühn. Pro objasnění biochemického způsobu účinku těchto dvou sloučenin proti R. solani a pro ilustraci podobností a rozdílů mechanismu účinku vyplývajících z jemných rozdílů ve struktuře těchto dvou sloučenin, účinků těchto dvou sloučenin na ultrastrukturu hyf, únik elektrolytu, a bylo studováno dýchání suspenze buněk mycelia způsobené 7B3 nebo D1. Výsledky ukázaly, že tyto dvě sloučeniny měly velmi podobné způsoby účinku. Oba indukovali nepravidelné bobtnání hyf, vakuolaci cytoplazmy a zesílení buněčné stěny. Vodivost suspenze buněk mycelia se zvýšila v přítomnosti 7B3 nebo D1, což naznačovalo, že tyto dvě sloučeniny mají podobný účinek na propustnost buněčné membrány. Navíc 7B3 i D1 nebyly dostatečné při inhibici respirace mycelií.

Syntéza a antivirové bioaktivity 2-kyano-3-substituovaných amino (fenyl) methylfosfonylakrylátů (akrylamidů) obsahujících alkoxyetylové skupiny
  • Jia-Qiang Yang,
  • Píseň Bao-an* ,
  • Pinaki S.Bhadury,
  • Zhuo Chen,
  • Song Yang,
  • Xue-Jian Cai,
  • De-Yu Hu a
  • Wei Xue

Byla vyvinuta účinná reakce při mikrovlnném ozařování pro syntézu řady nových 2-kyano-3-substituovaných amino (fenyl) methylfosfonylakrylátů (akrylamidů) II. Produkty získané v kratší reakční době se středními výtěžky jsou plně charakterizovány elementární analýzou, IR, 1H, 13C a 31P NMR spektrálními daty. Zkoumá se role zavedení různých substituentů a účinek začlenění a-aminofosfonátů s alkoxyethylovou skupinou do základní kyanoakrylátové (akrylamidové) struktury. Mezi studovanými sloučeninami vykazovaly jak II-17, tak II-24 dobré in vivo léčebné, ochranné a inaktivační účinky, které byly srovnatelné s účinky komerčního referenčního ningnanmycinu (míry inhibice 58,8, 60,2, 78,9% a 60,0, 58,9, 85,5%, v uvedeném pořadí, při 500 mg/l proti TMV). Podle nejlepšího vědomí autorů je to první zpráva o syntéze a antivirové aktivitě sloučenin uvedených v názvu II.

Syntéza a insekticidní aktivita struktur benzoylfenylmočoviny obsahující heptafluorizopropyl
  • Jian Zhang,
  • Xiuhong Tang,
  • Isaac Ishaaya,
  • Píseň Cao* ,
  • Jingjing Wu,
  • Jinlong Yu,
  • Hui Li a
  • Xuhong Qian

Bylo navrženo a syntetizováno čtrnáct nových benzoylfenylmočovin obsahujících heptafluorizopropyl. Byly zkoumány jejich insekticidní aktivity proti armádním červům (Pseudaletia separata Walker) a porovnány s komerčním produktem diflubenzuron. Tři sloučeniny (IIi, IIj a IIk) vykazovaly vynikající insekticidní účinek a jejich aktivita se podobala diflubenzuronu. Sloučenina IIi také vykazovala téměř stejnou insekticidní aktivitu jako novaluron na afrického listového červa (Spodoptera littoralis). Výsledky z terénní studie dále ukázaly, že 5% EC IIi vykazovalo podobnou účinnost ve srovnání s chlorfluazuronem a hexaflumuronem proti dováženému červu zelnému (Pieris rapae L.) a můře diamantové (Plutella xylostella).

Design, vícesložková syntéza a biologické aktivity nových analogů neonikotinoidů s 1,4-dihydropyridinovým lešením
  • Wenwen Zhang,
  • Xiaobao Yang,
  • Weidong Chen,
  • Xiaoyong Xu,
  • Lu Li,
  • Hongbin Zhai* , a
  • Zhong Li*

Nové neonikotinoidové analogy nesoucí 1,4-dihydropridinové lešení byly navrženy a syntetizovány vícesložkovými reakcemi (MCR), aby se zlepšilo stohování π − π. Syntetizované sloučeniny byly identifikovány 1H NMR, 13C NMR, hmotnostní spektroskopií s vysokým rozlišením a elementární analýzou. Biologické testy ukázaly, že některé z nich vykazovaly vysokou insekticidní aktivitu proti mšici hrachové (Aphis craccivora).

Fotodegradace nových nitromethylenových neonikotinoidů pomocí konfigurace Cis fixované tetrahydropyridinem ve vodném roztoku
  • Xianfeng Zhao,
  • Xusheng Shao,
  • Zhuyan Zou a
  • Xiaoyong Xu*

Fotodegradace 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -7-methyl-8-nitro-1,2,3,5,6,7-hexahydroimidazo [1,2-a] pyridin-5-olu (IPPA152001) a 1-((6-chlorpyridin-3-yl) methyl) -7-methyl-8-nitro-5-propoxy-1,2,3,5,6,7-hexahydroimidazo [1,2-a ] pyridin (IPPA152004) byl studován v destilované vodě vysokotlaké rtuťové výbojky a jako světelné zdroje byla použita xenonová výbojka. Byly vypočítány fotolytické rychlostní konstanty obou sloučenin a jejich poločasy. Ve srovnání s imidaclopridem byla rychlost fotodegradace tří sloučenin následující: imidacloprid> IPPA152001 ≥ IPPA152004. Intenzita světla rtuťové lampy byla měřena chemickými aktinometry. Rovněž byly vypočítány kvantové výtěžky pro fotodegradaci IPPA152001 a IPPA152004 v destilované vodě. Produkty fotodegradace IPPA152004 byly předběžně identifikovány na základě spektrálních dat GC-MS, LC-TOF-ESI a LC-MS-MS v pozitivním režimu. Dráhy fotodegradace IPPA152004 byly navrženy podle struktur fotoproduktů.

Syntéza derivátů 4-methyl-1,2,3-thiadiazolu pomocí Ugiho reakce a jejich biologických aktivit
  • Xiang Zuo,
  • Na Mi,
  • Zhijin Fan* ,
  • Qingxiang Zheng,
  • Haike Zhang,
  • Huan Wang a
  • Zhikun Yang

Ugiho reakce je zelená a rychlá jednorázová reakce pro odvození olova. Pro vývoj nových kandidátských pesticidů s různou biologickou aktivitou byly racionálně navrženy dvě série derivátů 4-methyl-1,2,3-thiadiazolu obsahující aktivní substruktury 3-chlor-4-methylfenylu, respektive 3-fluor-4-methylfenylu a syntetizovány pomocí Ugiho reakce podle principu kombinací bioaktivních substruktur. Všechny struktury nově syntetizovaných sloučenin byly potvrzeny protonovou nukleární magnetickou rezonancí a hmotnostní spektrometrií s vysokým rozlišením. Systematicky byly hodnoceny biologické aktivity cílových sloučenin včetně fungicidní aktivity, antivirové aktivity in vitro a in vivo a systémové získané rezistence. Výsledky ukázaly, že deriváty obsahující 3- (trifluormethyl) fenyl a 2-methylfenyl mají potenciálně široké spektrum fungicidní aktivity. Deriváty obsahující 3- (trifluormethyl) fenyl a 4-hydroxyfenyl vykazovaly dobré potenciální přímé antivirové aktivity proti viru tabákové mozaiky (TMV) in vitro a nahrazení atomu Cl atomem F zlepšilo jejich přímé inhibiční aktivity proti TMV in vitro. Deriváty obsahující fenyl, 2- (trifluormethyl) fenyl, 3- (trifluormethyl) fenyl, 3-nitrofenyl, 4-nitrofenyl, 2-methylfenyl a 4-hydroxyfenyl mají dobrou potenciální bioaktivitu in vivo, včetně ochrany, inaktivace, léčivých a indukčních aktivit proti TMV. Tyto studie ukazují, že nově syntetizované deriváty 4-methyl-1,2,3-thiadiazolu vykazovaly dobré potenciální bioaktivity a kombinace bioaktivních substruktur prostřednictvím Ugiho reakce byla účinným způsobem, jak najít bioaktivní sloučeniny pro vývoj nových pesticidů.

Analytické metody
Extrakce a analýza auxinů v rostlinách pomocí mikroextrakce disperzní kapalina-kapalina následovaná vysoce výkonnou kapalinovou chromatografií s fluorescenční detekcí
  • Qiaomei Lu,
  • Lihui Chen,
  • Minghua Lu,
  • Guonan Chen a
  • Lan Zhang*

Auxin hraje důležitou roli v buněčné diferenciaci, apikální dominanci a tropismu v rostlinách. K detekci auxinu byla zavedena nová metoda založená na disperzní kapalinové mikroextrakci kapalina-kapalina (DLLME) kombinovaná s vysoce výkonnou kapalinovou chromatografií-detekce fluorescence (HPLC-FLD). Směs CHCI3 (extrakční rozpouštědlo) a acetonu (disperzní rozpouštědlo) byla rychle vstříknuta do roztoku vzorku s požadovanou koncentrací soli a hodnotou pH a poté byl vytvořen zakalený roztok sestávající z mnoha rozptýlených jemných kapiček CHCI3. Po centrifugaci byla sedimentovaná fáze odebrána a přímo analyzována pomocí HPLC-FLD. Za optimálních podmínek byly do 3,5 minuty odděleny čtyři auxiny s minimálním limitem detekce 0,02 ng ml − 1 a korelací koeficientů v rozmezí 0,9980–0,9995. Tato jednoduchá metoda byla úspěšně aplikována na analýzu skutečných vzorků. Experimentální výsledky ukázaly, že DLLME byla vysoce výkonná a účinná předkoncentrační metoda k extrakci a obohacení příbuzného rostlinného auxinu.

Rychlá separace a stanovení sterolů v rostlinných olejích kapalinovou chromatografií Ultraperformance s atmosférickým tlakem Chemická ionizace Detekce hmotnostní spektrometrie
  • María Jesús Lerma-García,
  • Ernesto Francisco Simó-Alfonso,
  • Alberto Méndez,
  • Josep Lluís Lliberia a
  • José Manuel Herrero-Martínez*

Byla vyvinuta metoda pro stanovení sterolů v rostlinných olejích ultraperformační kapalinovou chromatografií (UPLC) s detekcí hmotnostní spektrometrie s chemickou ionizací za atmosférického tlaku. Separace sterolů byla optimalizována z hlediska složení mobilní fáze, teploty kolony a průtoku. Optimálních podmínek bylo dosaženo použitím kolony Acquity UPLC BEH C18 (50 × 2,1 mm, 1,7 μm) s mobilní fází shodnou s acetonitrilem/vodou (0,01% kyselina octová) za použití lineárního gradientu, při průtoku 0,8 ml min− 1 a teplota kolony 10 ° C, což dává celkovou dobu analýzy pod 5 minut. Stanovení bylo provedeno v režimu selektivního záznamu iontů. Mezní hodnoty detekce byly ve všech případech nižší než 0,07 μg ml − 1, s relativními standardními hodnotami odchylek retenčních časů a ploch píku pod 0,4, respektive 5%. Byl také stanoven obsah hlavních sterolů přítomných v několika rostlinných olejích různého botanického původu.

Charakterizace a srovnávací analýza pšeničných podjednotek gluteninu s vysokou molekulovou hmotností pomocí SDS-PAGE, RP-HPLC, HPCE a MALDI-TOF-MS
  • Liyan Gao,
  • Wujun Ma,
  • Jing Chen,
  • Ke Wang,
  • Jing Li,
  • Shunli Wang,
  • Frank Bekes,
  • Rudi Appels a
  • Yueming Yan*

Podjednotky gluteninu s vysokou molekulovou hmotností (HMW-GS) ze 60 zárodečných plazmat včetně 30 kultivarů pšenice obecné a 30 příbuzných druhů byly odděleny a charakterizovány sadou separačních metod zahrnujících elektroforézu na dodecylsulfátu sodném a polyakrylamidovou gelovou elektroforézu (SDS-PAGE) s vysokou fází -výkonová kapalinová chromatografie (RP-HPLC), vysoce výkonná kapilární elektroforéza (HPCE) a matricově asistovaná laserová desorpce/ionizační hmotnostní spektrometrie s dobou letu (MALDI-TOF-MS). Srovnávací analýza ukázala, že každá metodika má své vlastní výhody a nevýhody. Hlavní nevýhodou SDS-PAGE bylo jeho nadhodnocení molekulové hmotnosti a nesprávná identifikace HMW-GS kvůli jeho nízkému rozlišení. Měl však výhody technické jednoduchosti a nízkých požadavků na vybavení, takže je vhodný pro rozsáhlé a vysoce výkonné screeningy HMW-GS pro šlechtitelské programy, zvláště když je v chovatelském materiálu jasné složení gluteninu. MALDI-TOF-MS jasně vyjádřil mnoho technických výhod mezi čtyřmi hodnocenými metodami, včetně vysoké propustnosti, vysokého rozlišení a přesnosti, které však byly spojeny s vysokými náklady na vybavení, což brání mnoha chovatelským společnostem v přístupu k technologii. Bylo zjištěno, že RP-HPLC a HPCE jsou meziprodukty mezi SDS-PAGE a MALDI-TOF-MS. Jak RP-HPLC, tak HPCE prokázaly vyšší rozlišení a reprodukovatelnost na SDS-PAGE, ale nižší detekční výkon než MALDI-TOF-MS. Výsledky prokázaly, že MALDI-TOF-MS je vhodný pro analýzu HMW-GS pro rutinní screening linií šlechtitelských linií a pro identifikaci nových genotypů.

Představujeme kapilární elektroforézu s laserem indukovanou fluorescencí (CE-LIF) jako potenciální nástroj pro analýzu a kvantifikaci galaktooligosacharidů extrahovaných z komplexních potravinových matric
  • Simone Albrechtová,
  • Henk A. Schols,
  • Bert Klarenbeek,
  • Alphons G. J. Voragen, a
  • Harry Gruppen*

Analýza a kvantifikace (galakto) oligosacharidů z potravinových matric vyžaduje jak reprodukovatelnou extrakční metodu, tak citlivou a přesnou analytickou metodu. Jako modelové substráty sloužily tři typické matrice, konkrétně kojenecká výživa, ovocná šťáva a přípravek bohatý na maltodextrin, ke kterému byla přidána komerční směs galaktooligosacharidů v rozmezí koncentrací produktu od 1,25 do 30%. Extrakce na pevné fázi na grafitizovaném uhlíkovém materiálu po předběžné úpravě enzymatickou amyloglukosidázou umožnila dobré zotavení a selektivní čištění různých galaktooligosacharidových struktur z překračujících množství zejména laktózy a maltodextrinů. S implementací kapilární elektroforézy v kombinaci s laserem indukovanou fluorescenční (CE-LIF) detekcí je nastíněna nová možnost usnadňující citlivé kvalitativní a kvantitativní stanovení obsahu galaktooligosacharidů v různých potravinových matricích.Souběžné monitorování a kvantifikace prebiotických oligosacharidů uložených v potravinových matricích představuje slibný a důležitý krok směrem k účinnému monitorování jednotlivých oligosacharidů a je zajímavá pro oblasti výzkumu zabývající se malým množstvím oligosacharidů uložených ve složitých matricích, např. Tělních tekutinách.

Modelování a optimalizace stabilizace fenylalaninové amoniakové lyázy v rekombinantní Escherichia coli pro kontinuální syntézu l -fenylalaninu na statistických experimentálních návrzích
  • Bing-Zhu Zhang,
  • Jian-Dong Cui* ,
  • Gui-Xia Zhao a
  • Shi-Ru Jia

Některé přístupy ke zlepšení stability rekombinantní fenylalanin amoniak lyázy (PAL) v Escherichia coli během enzymatických metod produkce l-fenylalaninu (l-Phe) byly vyvinuty po předběžných studiích pomocí návrhů experimentů založených na statistice (metoda odezvy povrchu). K testování čtyř kritických faktorů stability PAL během procesu biokonverze byla použita tradiční nestatistická technologie, tj. Glycerin, sacharóza, 1,4-dithiothreitol (DTT) a MgS04. Centrální kompozitní design (CCD) byl použit k optimalizaci kombinovaného účinku kritických faktorů na stabilitu rekombinantní PAL a pochopení vztahu mezi faktory a stabilitou PAL. Optimální hodnoty pro testování proměnných byly 13,04 mM glycerin, 1,87 mM sacharóza, 4,09 mM DTT a 69 mM Mg2+. Byla navržena modelová rovnice druhého řádu a poté experimentálně ověřena. Přiměřenost modelu byla velmi uspokojivá, protože koeficient determinace byl 0,88. Maximální aktivita PAL byla zachována jako 67,73 jednotek/g po třech po sobě následujících cyklech biokonverze. Ve srovnání s počáteční aktivitou PAL byla ztráta aktivity PAL pouze 22%. Aktivita PAL byla zvýšena o 23% ve srovnání s kontrolou (bez jakýchkoli stabilizačních přísad). Stabilita PAL byla významně zlepšena během postupné biokonverze. Zde získané výsledky ověřily účinnost aplikované metodiky a mohou být užitečné pro výrobu l-Phe v průmyslovém měřítku.

Imunosorbentní test na bázi enzymů vázaný na enzymy na bázi magnetických částic pro pesticidy s více reziduálními organofosfory
  • Yin Hu,
  • Guoqing Shen* ,
  • Honglin Zhu a
  • Guanxin Jiang

Byl vyvinut enzymový imunosorbentový test na bázi magnetických částic (mp-ELISA) k detekci multirezidních organofosforových pesticidů (OP) a vyhodnocen souběžně s konvenční kompetitivní nepřímou ELISA využívající stejný pár protilátek. Protilátka byla imobilizována chemickou vazbou na nanočástice oxidu železitého potažené 3-aminopropyl triethoxysilanem (APTES). Srovnávací studie prokázaly, že mp-ELISA vykazovala jak významně zlepšenou citlivost, tak lepší třídní specificitu než konvenční ELISA, přestože reprodukovatelnost a opakovatelnost těchto dvou testů byly ekvivalentní. Ve srovnání s údaji z konvenčních testů ELISA byly průměry rychlosti snižování inhibice středního bodu (IC50) mp-ELISA 81,1 a 62,1% pro magnetickou první protilátku (MFA) a druhou magnetickou protilátku (MSA). Specifičnost třídy pro MFA byla širší než pro MSA. Výsledky prokázaly vysoký potenciál mp-ELISA na základě MFA jako nástroje ke zlepšení citlivosti a široké specificity v multirezistentním imunotestu.

Tekutá chromatografie Elektrosprejová ionizace Tandemová hmotnostní spektrometrická determinace quassinu a neoquassinu v ovoci a zelenině
  • Giorgia Sarais,
  • Maurizio Cossu,
  • Simona Vargiu,
  • Paolo Cabras a
  • Pierluigi Caboni*

Dřevní štěpku Quassia amara používají ekologičtí zemědělci jako platnou alternativu syntetických insekticidů. Prášek Q. amara obsahuje vysoké hladiny quassinu, neoquassinu a picrasinosidu B. V této studii jsme vyvinuli metodu hmotnostní spektrometrie s kapalinovou chromatografií pro rychlou a přesnou kvantifikaci insekticidu quassinoids na ovoci a zelenině. Quassinoidy byly extrahovány z ovoce a zeleniny acetonitrilem a separovány na Zorbax Column Eclipse XDB C8 izokratickou elucí s mobilní fází sestávající z vody a methanolu s 0,1% kyseliny mravenčí. Pomocí vysoce výkonného kapalinového chromatografu spojeného s elektrosprejovým ionizačním tandemovým hmotnostním spektrometrem (HPLC/ESI-MS/MS) byly quassinoidy selektivně a současně detekovány monitorováním přechodů prekurzorových iontů protonového aduktu na více reakcí (MRM): m/z 389,5 → 222,9 pro quassin, 391,5 → 372,9 pro neoquassin a 576,1 → 394,5 pro pikrasinosid B. Pro všechny quassinoidy byla kalibrace lineární v pracovním rozsahu 1 a 100 μg/kg s r> 0,991. Mez stanovení (LOD) a mez kvantifikace (LOQ) pro oba quassinoidy byly 0,5, respektive 1 μg/kg, zatímco pro pikrasinosid B to byly 5 a 10 μg/kg. Výtěžnost quassinoidů se pohybovala od 85,3% do 105,3% s variačními koeficienty mezi 2,5% a 12,8% pro ovoce a zeleninu. Byla hodnocena přítomnost interferujících sloučenin v extraktu z ovoce a zeleniny a bylo zjištěno, že je minimální. Vzhledem k lineárnímu chování se dospělo k závěru, že vícenásobné reakční přechody prekurzorových iontů lze použít pro analytické účely, tj. Pro identifikaci a kvantifikaci quassinu, neoquassinu a picrasinosidu B v ovocných a zeleninových extraktech ve stopových hladinách.

Porovnání pěti endogenních referenčních genů pro specifickou detekci a kvantifikaci PCR Brassica napus
  • Gang Wu,
  • Li Zhang,
  • Yuhua Wu,
  • Yinglong Cao, a
  • Změna Lu*

Pět dříve hlášených endogenních referenčních genů Brassica napus, včetně genu acetyl-CoA karboxylázy (BnACCg8), fosfoenolpyruvátkarboxylázy (PEP), genu oleoylhydrolázy (FatA), genu I/Y proteinu s vysokou pohyblivostí skupiny (HMG-I/Y) a cruciferin A gen (CruA), byly analyzovány na jejich PCR specificitu mezi B. napus a jinými druhy a stabilitu kvantifikace mezi různými kultivary B. napus. Výsledky PCR a sekvenování ukázaly, že žádný z těchto systémů nebyl druhově specifický, jak to vyžaduje politika značení geneticky modifikovaných organismů. Když byly tyto geny použity v PCR v reálném čase, systémy BnACCg8 a HMG-I/Y vykazovaly relativně větší heterogenitu mezi 10 různými kultivary. Výsledky sekvenování ukázaly, že polymorfismus jednoho nukleotidu ve vazebných místech primerů byl potenciálním zdrojem nestability v systému HMG-I/Y. Předpojatost BnACCg8 byla považována za spojenou s nekonzistentním počtem kopií tohoto genu.

Analýza Forchlorfenuronu v zelenině pomocí LC/TOF-MS po extrakci pufrovanou metodou QuEChERS
  • Antonio Valverde* ,
  • Ana Aguilera,
  • Carmen Ferrer,
  • Francisco Camacho a
  • Anita Cammarano

Tento článek popisuje aplikaci kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií doby letu (LC/TOF-MS) s elektrosprejovou ionizací pro analýzu zbytků forchlorfenuronu v rajčatech, cuketách a melounu. Posuzovaná metoda zahrnuje krok přípravy vzorku na základě pufrovaného přístupu QuEChERS. Fragmentační obrazec forchlorfenuronu TOF-MS byl studován při různých fragmentačních napětích v rozmezí 120–270 V. Analýzy byly provedeny za podmínek úplného skenování pomocí extrahovaného iontového chromatogramu (XIC) iontu m/z 248 s 0,2 Da okno. Linearita analytické odpovědi napříč studovaným rozsahem koncentrací (10–500 μg/kg) byla vynikající, přičemž byly získány korelační koeficienty vyšší než 0,999 a relativní standardní odchylky faktorů odezvy nižší než 14%pro 15 lineárních kalibračních křivek forchlorfenuron hodnocen podle kompletní validační studie. Nebyly pozorovány žádné významné účinky matrice. Poměry signálu k šumu získané pro forchlorfenuron 10 μg/kg v maticově odpovídajících standardech byly> 70 pro všechny tři matice. Studie obnovy byly provedeny na slepých vzorcích rajčat, cuket a melounu ve třech koncentračních úrovních (10, 50 a 200 μg/kg), přičemž na každé úrovni bylo provedeno pět replikátů. Průměrné výtěžky forchlorfenuronu se pohybovaly mezi 80% a 87% u melounu a cukety a mezi 65% a 71% u rajčat, přičemž ve všech případech byly hodnoty relativní standardní odchylky nižší než 10%. Tato metoda snadno dosáhla nejnižší validované úrovně 10 μg/kg, což bylo vhodné pro daný účel v aplikacích monitorování reziduí.

Bioaktivní složky
Inhibiční aktivita těkavých olejů na acetylcholinesterázu z Peltophorum dasyrachis Kurz ex Bakar (Yellow Batai) a sekviterpenoidů typu Bisabolane

V této studii byla hodnocena chemická složení a acetylcholinesterázová (AChE) inhibiční aktivita těkavého oleje z kůry Peltophorum dasyrachis Kurz ex Bakar (žlutý batai). V důsledku toho bylo identifikováno 68 sloučenin, které představují 88,0% celkového oleje. Hlavní charakteristická složka v P. dasyrachis byla izolována silikagelovou sloupcovou chromatografií a bylo zjištěno, že je seskviterpenoid, (+)-(S) -ar-turmeron (1). V inhibičním testu AChE vykazoval těkavý olej silnou inhibiční aktivitu s hodnotou IC50 83,2 ± 2,8 μg/ml. Mezi těkavými olejovými složkami a charakteristickými seskviterpenoidy byly (+)-(S) -ar-turmeron (1) a (+)-(S) -dihydro-ar-turmeron (2) silnými sloučeninami, inhibujícími AChE v dávce- závislým způsobem, s hodnotami IC50 191,1 ± 0,3, respektive 81,5 ± 0,2 μM. Nejúčinnějším inhibitorem AChE bylo zjištěno zejména (+)-(S) -dihydro-ar-turmeron (2). Rovněž deriváty seskviterpenoidů typu bisabolane, (+)-(7S, 9S) -ar-turmerol (3), (+)-(7S, 9R) -ar-turmerol (4), (+)-(7S, 9S ) -dihydro-ar-turmerol (5), (+)-(7S, 9R) -dihydro-ar-turmerol (6), (+)-(S) -ar-kurkumen (7) a (+)- (S) -dihydro-ar-kurkumen (8), byly syntetizovány a testovány na jejich inhibiční účinek na AChE a byly hodnoceny vztahy mezi strukturou a aktivitou. Všechny seskviterpenoidy vykazovaly AChE inhibiční aktivitu. Pořadí inhibiční síly AChE seskviterpenoidy bisabolanového typu bylo následující: ketony> alkoholy> uhlovodíky. Kromě toho inhibiční kinetika analyzovaná Dixonovými grafy ukázala, že (+)-(S) -ar-turmeron (1) je kompetitivní inhibitor s hodnotou Ki 882,1 ± 2,1 μM, zatímco (+)-(S) -dihydro -ar-turmerone (2) je nekompetitivní inhibitor.

Stanovení stravitelnosti, tkáňové depozice a metabolismu obsahu omega-3 mastných kyselin v koncentrátu proteinů Krill u rostoucích krys
  • Kayla M. Bridges,
  • Joseph C. Gigliotti,
  • Stephanie Altmanová,
  • Jacek Jaczynski a
  • Janet C. Tou*

Krill proteinový koncentrát (KPC) se skládá z vysoce kvalitních bílkovin (77,7% sušiny) a lipidů (8,1% sušiny), které jsou bohaté (27% celkových mastných kyselin) na omega-3 polynenasycené mastné kyseliny (ω-3 PUFA) . Cílem studie bylo určit stravitelnost, ukládání do tkáně, metabolismus a oxidační stabilitu tω-3 PUFA poskytovaných KPC. Mladé krysy Sprague-Dawley (n = 10/skupina) byly krmeny ad libitum izokalorickými dietami po dobu 4 týdnů buď 10% lyofilizovaným KPC nebo 10% kaseinem. Kaseinová dieta obsahovala 5,3% přidaného kukuřičného oleje (CO), zatímco KPC obsahovala 5,3% celkových lipidů z 0,9% krilového oleje (KO) poskytovaného KPC a 4,4% přidaného kukuřičného oleje (KO + CO). Složení mastných kyselin různých tkání bylo analyzováno plynovou chromatografií. Peroxidace lipidů byla stanovena látkami reagujícími s kyselinou thiobarbiturovou (TBARS). Celková antioxidační kapacita a eikosanoidní metabolity v moči byly stanoveny enzymatickým imunotestem. Co-3 PUFA poskytnuté v KO z KPC zvýšily (P = 0,003) koncentraci kyseliny dokosahexaenové (DHA) v mozku. Obsah DHA a kyseliny eikosapentaenové (EPA) v tukových polštářcích a játrech byl zvýšen (P <0,01), zatímco ω-6 PUFA, kyselina arachidonová (AA), byla snížena (P <0,01) u potkanů ​​krmených KPC dietou obsahující KO Směs + CO ve srovnání s potkany krmenými kaseinovou dietou obsahující čistý CO. Krmení KPC dietou snížilo prozánětlivé metabolity prostaglandinu a tromboxanu řady 2. V tkáních krys krmených různými dietami nebyl žádný významný rozdíl v TBARS ani v celkové antioxidační kapacitě. Na základě výsledků studie poskytuje nízké množství ω-3 PUFA poskytované obsahem KO v KPC příznivé účinky zvyšující se ukládání tkání EPA a DHA a redukované AA 2-odvozené eikosanoidové metabolity bez zvýšení peroxidace lipidů. Spotřeba KPC má proto potenciál poskytnout zdravý a udržitelný zdroj ω-3 PUFA.

Inhibitor proteázy Bowman -Birk ze semen Cajanus cajan: Čištění, charakterizace a insekticidní vlastnosti
  • Elaprolu R. Prasad,
  • H. Merzendorfer,
  • C. Madhurarekha,
  • A. Dutta-Gupta a
  • K. Padmasree*

Červený gram inhibitoru proteinázy (RgPI) byl purifikován ze semen červeného gramu (Cajanus cajan) za použití srážení síranem amonným a iontové výměny, afinitní a gelové filtrační chromatografie. SDS-PAGE za neredukujících podmínek odhalila dva proteinové pásy s molekulovou hmotností ~ 8,5 a ~ 16,5 kDa, které odpovídají monomerním a dimerním formám RgPI. Podobně hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí s ionizací s letovou deskou (MALDI-TOF) také potvrdila přítomnost dimeru a dalších oligomerních forem: trimer, tetramer a pentamer. Redukce RgPI dithiothreitolem (DTT) vedla k disociaci dimerní a oligomerní formy. Nativní PAGE a dvourozměrná gelová elektroforéza indikovaly existenci isoinhibitorů s hodnotami p 5,95, 6,25, 6,50, 6,90, respektive 7,15. Hmotnostní spektrum MALDI-TOF-TOF a N-koncová sekvence „DQHHSSKACC“ naznačovaly, že izolovaný RgPI je členem rodiny Bowman-Birkových inhibitorů. RgPI vykazoval inhibiční aktivitu nekompetitivního typu proti bovinnímu pankreatickému trypsinu a chymotrypsinu s inhibičními konstantami 292 respektive 2265 nM. Byl stabilní až do teploty 80 ° C a byl aktivní v širokém rozmezí pH mezi 2 a 12. Redukce pomocí DTT nebo 2-merkaptoethanolu však vedla ke ztrátě inhibiční aktivity proti trypsinu a chymotrypsinu. Snížila také aktivitu larválních proteinů podobných trypsinu podobným larvám v Manduca sexta. Jeho insekticidní vlastnosti byly dále potvrzeny snížením růstu a vývoje těchto larev, když byly doplněny ve stravě.

Příprava disperzí kurkuminových submikrometrů vysokotlakou homogenizací
  • Francesco Donsì,
  • Yuwen Wang,
  • Ji Li a
  • Qingrong Huang*

Ke zvýšení dispergace kurkuminu ve vodě, oblíbeného koření a barviva a antioxidantu, bylo použito zpracování vysokotlakou homogenizací (HPH), které vykazuje protizánětlivé a protirakovinné vlastnosti, ale špatnou rozpustnost ve vodě a orální biologickou dostupnost. Optimalizovaného zpracování HPH bylo dosaženo za kombinovaných podmínek teploty při 2 ° C, tlaku při 150 MPa a 10 HPH cyklů. Mechanismus zlepšené disperze kurkuminu ve vodě působením HPH byl interpretován jako výsledek snížené velikosti částic kurkuminu a krystalinity způsobené mechanickým napětím, které byly ověřeny měřením velikosti částic, diferenciální skenovací kalorimetrií (DSC) a rentgenovou difrakcí ( XRD). Rozprašovací sušení kurkuminu zachyceného maltodextrinem (MD) může také zvýšit disperzi kurkuminu ve vodě. Kombinace zpracování HPH a sušení rozprašováním pomocí MD vykazuje rychlejší rozpouštění kurkuminu při zachování vyšší disperze vody kurkuminu ve srovnání s kurkuminem připraveným buď sušením rozprašováním za použití samotného MD, nebo kombinací HPH a lyofilizace pomocí MD, což naznačuje, že kombinace Zpracování HPH s rozprašovacím sušením by bylo vynikající metodou zpracování pro funkční potravinářské výrobky na bázi kurkuminu.

Semena rajčat (Lycopersicon esculentum): nové flavonoly a cytotoxický účinek
  • Federico Ferreres,
  • Marcos Taveira,
  • David M. Pereira,
  • Patrícia Valentão, a
  • Paula B. Andrade*

V této studii semena Lycopersicon esculentum Mill. byly analyzovány pomocí HPLC/UV-PAD/MSn-ESI. Bylo identifikováno čtrnáct flavonoidů, včetně derivátů kvercetinu, kaempferolu a isorhamnetinu, přičemž 13 z nich bylo poprvé zaznamenáno v semenech rajčat. Hlavní identifikované sloučeniny byly kvercetin-3-O-sophorosid, kaempferol-3-O-sophoroside a isorhamnetin-3-O-sophoroside. U tohoto extraktu (IC50 = 5980 μg/ml) byla pozorována významná inhibice buněčné proliferace (> 80%) proti buněčné linii krysí bazofilní leukémie (RBL-2H3). U inhibiční aktivity acetylcholinesterázy byl ověřen účinek závislý na koncentraci (IC20 = 2400 μg/ml). Stejné chování bylo zaznamenáno ohledně antioxidační kapacity, hodnocené proti DPPH (IC10 = 284 μg/ml), oxidu dusnatému (IC25 = 396 μg/L) a radikálovým superoxidům (IC25 = 3 μg/ml).

Extrakce antokyanů ze subkritické rozpouštědla ze sušeného červeného hroznového výlisku
  • Jeana K.Monrad,
  • Luke R. Howard* ,
  • Jerry W. King,
  • Keerthi Srinivas a
  • Andy Mauromoustakos

Zrychlená extrakce rozpouštědlem (ASE) byla použita k optimalizaci a stanovení účinnosti alternativní, k životnímu prostředí šetrné extrakční procedury za použití subkritických rozpouštědel k získání antokyanů z lyofilizovaných, mletých červených hroznových výlisků Sunbelt. Antokyany byly extrahovány z pokrutin pomocí následujících proměnných ASE: tlak (6,8 MPa), jeden extrakční cyklus a teplota (40, 60, 80, 100, 120 a 140 ° C). Konvenční extrakce rozpouštědlem methanolem/vodou/kyselinou mravenčí (60: 37: 3 v/v/v) byla porovnána se čtyřmi hydroethanolovými rozpouštědly (10, 30, 50 a 70% ethanolu ve vodě, v/v). Antokyany v extraktech byly identifikovány a kvantifikovány pomocí HPLC-MS a HPLC. Mezi rozpouštědlem a teplotou byla nevýznamná interakce (p = 0,0663). Rozpouštědla obsahující 70 a 50% ethanolu ve vodě extrahovala více celkových antokyanů (463 respektive 455 mg/100 g DW) než jiná rozpouštědla. Celkové množství antokyanů extrahovaných při 100 ° C (450 mg/100 g DW), 80 ° C (436 mg/100 g DW) a 120 ° C (411 mg/100 g DW) bylo vyšší než při ostatní teploty. Rozpouštědla obsahující 70 a 50% ethanolu ve vodě extrahují podobná množství antokyanů jako konvenční extrakční rozpouštědlo.

Vztah mezi hydrofobicitou a antioxidační schopností „fenolipidů“ v emulzi: parabolický účinek délky řetězce rosmarinátových esterů
  • Mickaël Laguerre,
  • Luis J. López Giraldo,
  • Jérôme Lecomte,
  • Maria-Cruz Figueroa-Espinoza,
  • Bruno Baréa,
  • Jochen Weiss,
  • Eric A. Decker a
  • Pierre Villeneuve*

Polární paradox předpovídá, že hydrofobní antioxidanty jsou v emulzích aktivnější než jejich hydrofilní homology, což předpokládá lineární závislost mezi hydrofobicitou a antioxidační kapacitou. Naproti tomu v tomto příspěvku formulujeme alternativní hypotézu za předpokladu možné nelineární závislosti.K ověření této takzvané „nelineární hypotézy“ byla hodnocena antioxidační kapacita homologní řady kyseliny rosmarinové a jejích alkylesterů (methyl, butyl, oktyl, dodecyl, hexadecyl, oktadecyl a eikosyl) pomocí nově vyvinutého konjugovaného autoxidovatelného trienu (CAT). Ukázalo se, že antioxidační kapacita se zvyšuje s prodlužováním alkylového řetězce, s maximem pro oktylový řetězec, po kterém další prodloužení řetězce vede ke kolapsu antioxidační kapacity. Tento nelineární účinek byl diskutován ve vztahu k „cutoff efektu“ obecně pozorovanému ve studiích využívajících kultivované buňky. Tato nová hypotéza může poskytnout lepší pochopení antioxidačního chování fenolických látek v emulzi, což je klíčem k vývoji nových antioxidačních strategií na ochranu lipidových substrátů před oxidací. Kromě toho se lipofilizace se středním řetězcem ukázala jako slibný způsob, jak zvýšit antioxidační kapacitu fenolických látek, protože oktyl rosmarinát byl třikrát účinnější než kyselina rosmarinová, která je již jedním z nejsilnějších známých fenolických antioxidantů. Nakonec tato práce připravuje cestu pro systematické zkoumání efektu délky řetězce za účelem racionálního navrhování nových „fenolipidů“.

Anthokyany v purpurově oranžové mrkvi (Daucus carota L.) Neovlivňujte biologickou dostupnost β-karotenu u mladých žen

Fialová mrkev obsahuje kromě karotenoidů provitaminu A v typické oranžové mrkvi také antokyany. Současná konzumace těchto fytochemikálií v mrkvi může ovlivnit biologickou dostupnost karotenoidů. Biologická dostupnost β-karotenu u lidí byla hodnocena z akutního krmení oranžové (OC) a purpurové (PC) mrkve bílou (WC) jako kontrolou. Mrkvové smoothie byly podávány ženským subjektům (n = 5, ve věku 21–26 let) k snídani po 1 týdnu na dietě s nízkým karotenoidem a přes noc. OC a PC smoothies byly vyrovnány na 10,3 mg all-trans beta-karotenu. Plazmatický p-karoten byl měřen po dobu 144 hodin po ošetření. Maximální plazmatické koncentrace OC a PC ošetření se nelišily. Ošetření PC 0-144 h pod křivkou pro p-karoten činilo 76% OC ošetření (P <0,05). Když se však porovnávalo prvních 24 hodin, ošetření OC a PC se nelišilo, což naznačuje, že antokyany ve fialové mrkvi neovlivňují postprandiálně absorpci β-karotenu.

3- (4-Methylfuran-3-yl) propan-1-ol: odpuzovač bílých skvrnitostí (Eysarcoris ventralis) produkovaný endofytem izolovaným z lišky zelené
  • Hiromitsu Nakajima* ,
  • Atsushi Ishihara,
  • Yuji Sawa, a
  • Emi Sakuno

Stinkbug je hlavním škůdcem rýžových rostlin v Asii. Bylo zjištěno, že extrakt z filtrátu kultury houby izolované z lišky zelené, Setaria viridis (L.) Beauv., Má repelentní účinek na bílo skvrnitého smradlavce, Eysarcoris ventralis (Westwood). Aktivní látka byla purifikována a izolována a identifikována jako 3- (4-methylfuran-3-yl) propan-1-ol (1) na základě spektroskopických dat. Byly připraveny čtyři acylové deriváty z 1 a byl hodnocen repelentní účinek na smradlavku, acetyl derivát 2 byl nejúčinnější.

Vyhodnocení antiinvazivního účinku resveratrolu a příbuzných methoxy analogů na buňky lidského hepatokarcinomu
  • Chia-Jui Weng,
  • Cheng-Feng Wu,
  • Hsiao-Wen Huang,
  • Chi-Hao Wu,
  • Chi-Tang Ho a
  • Gow-Chin Yen*

Hepatocelulární karcinom (HCC) je nejběžnějším typem rakoviny jater a je také vysoce metastatický. Metastázy jsou považovány za hlavní příčinu úmrtí u pacientů s rakovinou. Resveratrol (3,5,4'-trihydroxystilbene) a příbuzné analogy byly hlášeny jako kandidáti k prevenci růstu rakoviny a invaze. Biologická aktivita analogů souvisejících s resveratrolem by mohla být změněna v důsledku přítomnosti a umístění methoxyskupin na základní chemické struktuře resveratrolu. Tato studie zkoumala účinky a mechanismus účinku resveratrolu a jeho methoxy analogů na invazi buněk lidského hepatocarcinomu. Migrační a invazivní schopnosti buněk HepG2 ošetřených forbol 12-myristát 13-acetátem (PMA) a buněk Hep3B neošetřených PMA byly sníženy způsobem závislým na dávce ošetřením resveratrolem a 3,5,4'-trimethoxy-trans- stilbene (MR-3). Po inkubaci buněk HepG2 ošetřených PMA s resveratrolem (0-50 μM) nebo MR-3 (0-50 μM) aktivita MMP-9 poklesla, ale protein TIMP-1 se zvýšil způsobem závislým na dávce. Při léčbě resveratrolem (0–50 µM) nebo MR-3 (0–1 µM) na buňkách Hep3B neošetřených PMA se aktivity MMP-9 i MMP-2 snížily, ale protein TIMP-2 se zvýšil způsobem závislým na dávce . Tyto výsledky naznačují, že resveratrol a jemu podobný methoxy analog MR-3 by mohl vyvíjet antiinvazivní aktivitu proti buňkám hepatomu prostřednictvím regulace MMP-2, MMP-9, TIMP-1 a TIMP-2. Další analýza se semikvantitativní RT-PCR ukázala, že regulace expresí MMP-9 a TIMP-2 resveratrolem a MR-3 v buňkách hepatomu může být na transkripční úrovni, ale na translační nebo posttranslační úrovni pro TIMP-1.

Enzymové inhibiční peptidy konvertující angiotensin I generované z in vitro gastrointestinálního trávení vepřového masa
  • Elizabeth Escudero,
  • Miguel Angel Sentandreu,
  • Keizo Arihara a
  • Fidel Toldrá*

Hlavním cílem této práce bylo studovat generování peptidů inhibujících enzym konvertující angiotensin I (ACEI) po gastrointestinálním štěpení vepřového masa působením pepsinu a pankreatinu za simulovaných střevních podmínek. Hydrolyzát byl dále podroben chromatografii na reverzní fázi za účelem oddělení frakcí s aktivitou ACEI. Pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF/TOF bylo v těchto frakcích identifikováno 12 peptidů. Stojí za to zdůraznit nové peptidy ER, KLP a RPR s hodnotami IC50 667 μM, 500 μM a 382 μM. Výsledky získané hmotnostní spektrometrií MALDI-TOF/TOF byly doplněny druhým přístupem, který spočíval v analýze hydrolyzátu přímo pomocí nanoLC-ESI-MS/MS, po níž následovalo studium získaných sekvencí a srovnání se známými peptidovými sekvencemi ACEI. Použitím těchto dvou přístupů bylo vybráno celkem 22 peptidů pro jeho syntézu a další in vitro test aktivity ACEI. Nejsilnější inhibice ACE byla pozorována u peptidu KAPVA (IC50 = 46,56 uM) následovaného sekvencí PTPVP (IC50 = 256,41 uM). Vyhledávání podobnosti sekvencí odhalilo, že tyto dva peptidy pocházejí ze svalového titinu, což jsou první identifikované peptidy ACEI pocházející z tohoto proteinu. Toto je také poprvé, kdy byly hlášeny sekvence ACEI MYPGIA a VIPEL. Jiné identifikované a syntetizované sekvence vykazovaly menší aktivitu ACEI. Získané výsledky dokazují potenciál proteinů vepřového masa jako zdroje antihypertenzních peptidů po trávení trávicího traktu.

Polyfenoly, včetně nových Peapolyphenols A − C, z kořenových exsudátů z hrachu stimulují klíčení osiva Orobanche foetida
  • Antonio Evidente* ,
  • Alessio Cimmino,
  • Monica Fernández-Aparicio,
  • Anna Andolfi,
  • Diego Rubiales a
  • Andrea Motta

Tři nové polyfenoly, pojmenované Peapolyphenols A-C, spolu s již dobře známým polyfenolem a chalkonem (1- (2,4-dihydroxyfenyl) -3-hydroxy-3- (4-hydroxyphenyl) -1-propanon a 1- (2,4-dihydroxyfenyl) -3- (4-methoxyfenyl) propenon) byl izolován z exsudátů kořene hrachu. Bylo zjištěno, že silně stimulují klíčení semen druhů Orobanche a Phelipanche. Je zajímavé, že pouze Peapolyphenol A, 1,3,3-substituovaný propanon a 1,3-disubstituovaný propenon měly specifickou stimulační aktivitu na O. foetida, s výjimkou jakýchkoli jiných testovaných druhů Orobanche nebo Phelipanche. Tato druhová specificita je relevantní, protože O. foetida nereaguje na syntetický analog strigolaktonu GR24, běžně používaný jako standard pro testy klíčivosti. Jak je charakterizováno spektroskopickými metodami, ukázalo se, že peapolyfenoly A -C jsou různě funkcionalizované polyfenoly s hydroxylovými a methoxylovými skupinami jak na aromatických kruzích, tak na propylovém řetězci.

Biopaliva a chemie bioproduktů
Simultánní produkce trehalózy, bioethanolu a produktu s vysokým obsahem bílkovin z rýže enzymatickým procesem
  • Shu-Wei Chang,
  • Wei-Hsin Chang,
  • Maw-Rong Lee,
  • Tzung-Jie Yang,
  • Nu-Yi Yu,
  • Chin-Shuh Chen* , a
  • Jei-Fu Shaw*

Rýže je surovina bohatá na škrob, kterou lze použít k výrobě trehalózy. Může být hydrolyzován a-amylázou, β-amylázou a pullulanasou za vzniku vysokého obsahu maltózy v rýžovém sacharifikovaném roztoku pro biokonverzi maltózy na trehalózu trehalóza syntázou (TSáza). Za tímto účelem byl úspěšně vyvinut účinný enzymatický postup pro současnou produkci trehalózy, bioethanolu a vysoce proteinového produktu s přidanou hodnotou z rýže jako substrátu. Nejvyšší výtěžek maltózy získaný z hydrolyzátu zkapalněného rýžového škrobu byl 82,4 ± 2,8% při 50 ° C a pH 5,0 po dobu 21–22 hodin. Rychlost konverze trehalózy může dosáhnout alespoň 50% při 50 ° C a pH 5,0 po dobu 20–24 hodin pomocí nové termostabilní rekombinantní syntázy trehalózy Picrophilus torridus trehalose (PTTS). Veškerý zbytkový cukr, kromě trehalózy, může být plně hydrolyzován glukoamylázou na glukózu pro další produkci bioethanolu. Nerozpustný vedlejší produkt obsahující vysoké výtěžky bílkovin (75,99%) a dietní vlákniny (14,01%) lze zpracovat jako snídaňový cereální produkt, zdravou výživu, krmivo pro zvířata atd. Výtěžek přeměny bioethanolu byl po 64 hodinách fermentace asi 98% od Saccharomyces cerevisiae bez jakéhokoli přidání roztoku umělé kultury. Ethanol lze snadno oddělit od trehalózy destilací s vysokým výtěžkem a čistotou krystalické trehalózy 92,5 ± 8,7%, respektive 92,3%.

Extrakce ligninu ze slámy iontovými kapalinami a enzymatickou hydrolýzou celulózových zbytků

Lignocelulóza je slibným výchozím materiálem pro bioprodukty, od biopaliv po speciální chemikálie, ale lignocelulóza je odolná vůči enzymatické degradaci. Překonání této odolnosti je proto důležitou prioritou pro vývoj konceptu lignocelulózové biorafinerie. V této práci byl 1-ethyl-3-methylimidazoliumacetát ([emim] Ac) vybrán ze šesti iontových kapalných kandidátů pro extrakci ligninu z triticale a pšeničné slámy a lněného pazdeří. Extrahovatelnost ligninu, složení a celulózová enzymatická stravitelnost zbytků po extrakci [emim] Ac byly stanoveny při různých teplotách (70–150 ° C) a časových intervalech (0,5–24 h). Optimálního výsledku (52,7% ligninu nerozpustného v kyselině v tritikalové slámě) bylo dosaženo při 150 ° C po 90 minutách, čímž se získá> 95% stravitelnost zbytku celulózy. Extrahovala se malá celulóza a extrahovaný lignin se izoloval srážením kyselinou. Selektivní extrakce ligninu iontovými kapalinami je potenciálně účinná technika pro komplexní využití lignocelulózy.

Chemické aspekty biotechnologie/molekulární biologie
Sacharidové podíly významně přispívají k fyzikálně -chemickým vlastnostem globulinu phaseolin 7S French Bean
  • Aiko Kimura,
  • Mary Rose G. Tandang-Silvas,
  • Takako Fukuda,
  • Cerrone Cabanos,
  • Yasuhiro Takegawa,
  • Maho Amano,
  • Shin-Ichiro Nishimura,
  • Yasuki Matsumura,
  • Shigeru Utsumi a
  • Nobujuki Marujama*

Již dříve jsme uvedli, že rozpustnost 7S globulinu z francouzských fazolí (phaseolin) při nízké iontové síle a jeho emulgační stabilita jsou pozoruhodně vysoké ve srovnání s rozpustností 7S globulinů připravených z jiných druhů rostlin, včetně sóji (Kimura et al. J. Agric. Food Chem., 2008, 56, 10273-10279). V této studii jsme zkoumali úlohu uhlovodíkových skupin ve vlastnostech fázolinu. Byly analyzovány tři přípravky phaseolinu: (i) N7S, připravené z odtučněného semenného šrotu a mající intaktní sacharidové skupiny (ii) R7S, exprimované v E. coli a postrádající N-vázané glykany a (iii) EN7S, mající částečné N-vázané glykany po ošetření Endo H. Rozpustnost N7S a EN7S byla mnohem vyšší než rozpustnost R7S při nízké iontové síle (μ = 0,08). N7S vykazoval za zkoumaných podmínek dobrou emulgační schopnost, ale R7S nikoli. Pokud jde o stabilitu emulze, emulze R7S se po 1 h rozdělila na dvě fáze při μ = 0,01, 0,08 a 0,5, zatímco emulze N7S byla stabilní po dobu 5 dnů při μ = 0,01 a po dobu nejméně 10 dnů při μ = 0,08 a 0,5. Stabilita emulze EN7S byla srovnatelná se stabilitou N7S za většiny zkoumaných podmínek. Tyto výsledky ukazují, že modifikace sacharidů jsou nezbytné pro dobrou rozpustnost, emulgační schopnost a emulzní stabilitu fázolinu. Strukturální analýza uhlovodíkových skupin dále naznačuje, že zkrácené uhlohydrátové skupiny jsou dostatečné k udělení těchto fyzikálně -chemických vlastností fázolinu.

Biotransformace sekundárního metabolitu decursinu rostlin Mycobacterium sp. PYR1001

Decursin a jeho strukturní izomer decursinol angelát jsou hlavní sekundární metabolity v kořenu Angelica gigas Nakai, které mají několik chemoterapeutických vlastností. Izolovali jsme bakterie schopné transformovat decursin a stanovit metabolity a biotransformační kinetiku. Decursinol angelate nebyl metabolizován ve významném rozsahu. Klidové buňky Mycobacterium sp. PYR1001 dokázali transformovat decursin. Po 24 hodinách inkubace bylo 5 mM decursinu zcela transformováno na metabolit, jehož struktura byla stanovena NMR a hmotnostní spektrální analýzou na decursinol. Ukázalo se, že tato konverze je katalyzována esterázovou aktivitou a bylo zjištěno, že aktivita je specifická pro decursin. Tyto výsledky naznačují, že kmen PYR1001 lze úspěšně použít k transformaci decursinu pro produkci decursinolu, sloučeniny, o které je známo, že má chemopreventivní aktivitu proti rakovině.

Benzylisothiokyanát (BITC) inhibuje migraci a invazi buněk HT29 rakoviny tlustého střeva inhibicí matrixové metaloproteinázy-2/-9 a urokinázového plazminogenu (uPA) prostřednictvím signální dráhy PKC a MAPK
  • Kuang-Chi Lai,
  • An-Cheng Huang,
  • Shu-Chun Hsu,
  • Chao-Lin Kuo,
  • Jai-Sing Yang,
  • Shin-Hwar Wu a
  • Jing-Gung Chung*

Benzylisothiokyanát (BITC), složka dietní brukvovité zeleniny, má antioxidační a protirakovinné vlastnosti. V této studii poprvé ukazujeme antimetastatické účinky BITC na lidské buňky HT29 rakoviny tlustého střeva. BITC měl inhibiční účinek na migraci a invazi buněk. Hladiny proteinů matrix metaloproteinázy-2 (MMP-2), matrix metaloproteinázy-9 (MMP-9) a aktivátoru urokinázy-plazminogenu (u-PA) byly sníženy pomocí BITC způsobem závislým na koncentraci. BITC také vykazoval inhibiční účinek na fosforylaci c-Jun N-terminální kinázy 1 a 2 (JNK1/2), extracelulárních signálem regulovaných kináz 1 a 2 (ERK1/2), fosfatidylinositol 3-kinázy (PI3K) a protein kinázy C (PKC), které jsou před nukleárním faktorem kappa B (NF-κB). BITC inhiboval DNA vazebnou aktivitu NF-kB. Kromě toho BITC snížil hladiny c-Fos, c-Jun, Ras, FAK, PI3K a GRB2 v buňkách HT29. V buňkách HT29 ošetřených BITC bylo pozorováno snížení aktivity enzymu, hladin proteinu a mRNA (mRNA) MMP-2. BITC také inhiboval hladiny mRNA MMP -2, -7 a -9 v buňkách HT29. Výsledky ze zymografie ukázaly, že léčba BITC snížila expresi MMP-2 způsobem závislým na koncentraci. BITC inhiboval aktivitu PKCδ v buňkách HT29. Kromě toho inhibitory specifické pro JNK (SP600125) snižovaly expresi MMP-2, MMP-9 a u-PA. Tyto výsledky prokázaly, že BITC by mohl změnit metastázy buněk HT29 snížením exprese MMP-2, MMP-9 a u-PA prostřednictvím potlačení signální dráhy PKC, MAPK a inhibice hladin NF-kB. Tato zjištění naznačují, že BITC má potenciál jako antimetastatické činidlo.

Kyselina gallová indukuje apoptózu plicních fibroblastů prostřednictvím reaktivní ataxie závislé na druhu kyslíku, druhu, alaktie, mutace mutovaného p53-p53
  • Cheng-Yen Chuang,
  • Hsiang-Chun Liu,
  • Li-Chen Wu,
  • Chiu-Yuan Chen,
  • Jinghua Tsai Chang* , a
  • Shih-Lan Hsu*

Idiopatická plicní fibróza (IPF) je progresivní chronické onemocnění charakterizované aktivací fibroblastů a nadprodukcí extracelulární matrix. Rezistence fibroblastů k apoptóze vede ke zvýšené fibróze. Cílení fibroblastů apoptotickými činidly představuje hlavní terapeutickou intervenci pro oslabení IPF. Kyselina gallová (kyselina 3,4,5-trihydroxybenzoová), přirozeně se vyskytující rostlinný fenol, údajně způsobuje apoptózu v nádorových buněčných liniích a renálních fibroblastech. Účinky kyseliny gallové na plicní fibroblasty však nebyly zkoumány. Cílem této studie je určit účinky kyseliny gallové na primární kultivované myší fibroblasty. Naše výsledky ukázaly, že kyselina gallová indukuje apoptotickou smrt fibroblastů jak vnitřními, tak vnějšími apoptotickými cestami zvýšením hladin proteinů PUMA, Fas a FasL. Kromě toho byla u fibroblastů stimulovaných kyselinou gallovou pozorována generace intracelulárních reaktivních druhů kyslíku (ROS) a produkce 8-hydroxy-2'-deoxyguanosinu. Mechanistické studie ukázaly, že kyselina gallová indukuje časnou fosforylaci p53Ser18 a histonu 2AXSer139 (H2AX) prostřednictvím aktivace mutované ataxie telangiektázie (ATM) v reakci na poškození DNA vyvolané ROS. Když byly fibroblasty myších plic ošetřeny kofeinem, inhibitorem ATM kinázy, hladiny p53, fosforylovaného p53Ser18 a buněčná smrt indukovaná kyselinou gallovou byla významně oslabena. Předběžná úprava antioxidanty navíc drasticky inhibovala tvorbu 8-hydroxy-2'-deoxyguanosinu (8-OH-dG) indukovanou kyselinou gallovou a fosforylaci p53Ser18 a ATMSer1981, stejně jako apoptózu. Naše výsledky poskytují první důkaz aktivace ROS-dependentní ATM/p53 signalizace jako kritického mechanismu buněčné smrti indukované kyselinou gallovou v primárních kultivovaných myších plicních fibroblastech.

Chemické změny vyvolané zpracováním/skladováním
Srovnávací studie rostlinných olejů s vysokým obsahem kyseliny linolové pro výrobu konjugované kyseliny linolové

Konjugovaná kyselina linolová (CLA) se v malých množstvích nachází v mléčných a hovězích výrobcích. Získání optimálních dietních hladin CLA z těchto zdrojů vyžaduje zvýšený příjem nasycených tuků. 20% CLA sójový olej byl vyroben UV fotoizomerizací sojového oleje kyselina linolová (LA), který má přirozeně nízký obsah nasycených tuků, ale žádný jiný rostlinný olej s vysokým obsahem LA nebyl studován pro svůj potenciál jako oleje bohaté na CLA. Cílem tohoto výzkumu bylo (1) porovnat lněné, slunečnicové, kukuřičné, sójové a světlicové světlicové oleje jako zdroje rostlinných olejů bohatých na CLA pomocí zařízení v laboratorním měřítku, (2) porovnat výnosy CLA získané v laboratorním měřítku a zařízení v pilotním měřítku a (3) porovnat oxidační stability zpracovaných olejů v laboratorním měřítku. Světlicový olej High-LA produkoval nejvíce produkovaného sójového oleje CLA o něco méně, následovaný kukuřicí, přičemž len produkuje velmi málo a slunečnicový vůbec žádný.Drobné olejové složky a zákal snižovaly výtěžky CLA, což naznačuje, že oleje by měly být před výrobou CLA vysoce rafinovány. Systém pilotního měřítka byl účinnější než systém laboratorního měřítka kvůli větší expozici světla a většímu poměru povrchové plochy k objemu vzorků oleje. Oxidační stabilita světlicového oleje s vysokým LA a sojového oleje byla podobná před nebo po ozáření, což naznačuje, že tyto oleje jsou nejvhodnější pro produkci vysokých CLA.

Vliv metody vaření a regulátorů kyselosti na kapacitu antioxidantů v kávových šálcích
  • Mónica Pérez-Martínez,
  • Bettina Caemmerer,
  • M. Paz De Peña* ,
  • Concepción Cid, a
  • Lothar W. Kroh

Antioxidační kapacita kávovaru připraveného pomocí různých kávovarů (filtr, píst, moka a espresso) byla měřena kolorimetrickými (celkové fenolické sloučeniny a ABTS) a spektroskopickými technikami spirálové elektronové rezonance (ESR) (Fremyho sůl a TEMPO). Kávovar moka měl nejvyšší výtěžek v extrakci kávy na gram mleté ​​pražené kávy, ale káva espresso byla nejbohatší na příjem antioxidantů (na mililitr kávy) a poté mokka, píst a filtr. Testy Folin-Ciocalteu (celkové fenolické sloučeniny) i ABTS reagovaly se standardními roztoky chlorogenových kyselin (CGA) a melanoidinů (MO-Ala a MO-Gly). Fremyho sůl však byla zachycována hlavně chlorogenovými kyselinami, zatímco stabilizovaný radikál TEMPO byl účinně zachycován melanoidiny, ale nikoli chlorogenovými kyselinami. ESR spektroskopie tedy umožňuje rozlišovat mezi fenolickými a nefenolickými antioxidanty. Navíc přidání činidel regulujících pH do kávy, jako je uhličitan sodný (75 ppm) a hydrogenuhličitan (75 ppm), za účelem prodloužení její trvanlivosti, mírně zvyšuje pH, čímž se mění antioxidační kapacita v těchto kávovary s nejvyšší kapacitou (moka a espresso).

Analýza, distribuce a dietní expozice glyoxalu a methylglyoxalu v souborech cookie a jejich vztah k jiným tepelně indukovaným kontaminantům

Tepelné zpracování potravin vede k tvorbě dikarbonylů, jako jsou glyoxal (GO) a methylglyoxal (MGO), které jsou potenciálně škodlivé, protože jsou prekurzory koncových produktů pokročilé glykace (AGE). Tvorba GO a MGO byla zkoumána během procesu pečení sušenek, protože sušenky jsou v západní stravě široce distribuovaným potravinovým zbožím. GO a MGO byly chromatograficky analyzovány po použití zlepšeného způsobu derivatizace s ortofenylendiaminem za vzniku stabilních derivátů chinoxalinu. Byly vyhodnoceny podmínky extrakce, čištění a chromatografie, aby byl zajištěn interní validovaný postup pro GO a MGO analýzu v cookies. Kvantifikační limity byly stanoveny na 1,5 a 2 mg/kg pro GO a MGO, v uvedeném pořadí, s průměrnou výtěžností 103% a vypočítanou přesností nižší než 7%. Studie byly prováděny jak na laboratorních sušenkách za kontrolovaných podmínek, tak na komerčních vzorcích. Hodnoty GO a MGO v komerčních cookies se pohybovaly od 4,8 do 26,0 mg/kg, respektive od 3,7 do 81,4 mg/kg. Komerční cookies vyrobené z hydrogenuhličitanu amonného a fruktózy vykazovaly nejvyšší hladiny MGO. Na horní straně sušenky se rychle vytvořily dikarbonyly bez ohledu na tvar nebo tloušťku vzorků, což potvrzuje povrchový efekt. Za kontrolovaných podmínek pečení byly formace GO a MGO lineárně korelovány s dobou pečení. Tvorba MGO souvisela s akrylamidem, kontaminantem tepelného zpracování, v komerčních sušenkách, ale tento vztah nebyl pozorován u 5-hydroxymethylfurfuralu. Dietární expozice španělské populace GO a MGO z cookies byla odhadována na 213 a 216 μg/osobu/den.

Oxidační stabilita při vysokých teplotách oleyolových a linoleoylových zbytků ve formách fosfatidylcholinů a triacylglycerolů
  • Julie Le Grandois,
  • Eric Marchioni* ,
  • Minjie Zhao,
  • Francesca Giuffrida,
  • Řekl Ennahar a
  • Françoise Bindler

Byl proveden průzkum stability mastných acylových skupin vůči tepelně indukovaným oxidačním změnám ovlivněným jejich chemickým prostředím. Bylo hodnoceno chování acylových skupin kyseliny olejové a linolové při esterifikaci v triacylglycerolech (TAG) a fosfatidylcholinech (PC). Monitorování oxidační degradace pomocí kapalinové chromatografie - hmotnostní spektrometrie (LC -MS) ukázalo, že mastné acylové skupiny jsou méně pravděpodobné, že budou oxidovány, když jsou ve formě PC, než když jsou ve formě TAG. Kromě toho byly oxidační produkty z PC stabilnější než produkty z TAG. Toto zjištění posiluje myšlenku, že cholinová skupina v PC zvyšuje stabilitu mastných acylových skupin vůči oxidaci ve srovnání s TAG.

Vztah mezi čerstvě zabalenými špenátovými listy vystavenými souvislému světlému nebo tmavému a bioaktivnímu obsahu: Účinky kultivaru, velikost listu a doba skladování

Současné maloobchodní marketingové podmínky umožňují produkci přijímat umělé světlo 24 hodin denně po dobu její zobrazené trvanlivosti. Základní vitamíny pro lidské zdraví [kyselina askorbová (vit C), folát (vit B9), fylochinon (vit K1), α-tokoferol (vit E) a karotenoidy lutein, violaxanthin, zeaxanthin a β-karoten (provit A) ] jsou také nezbytné pro fotosyntézu a jsou biosyntetizovány v rostlinách světelnými podmínkami i za chladných teplot. Listy špenátu, obzvláště bohaté na výše uvedené sloučeniny pro lidské zdraví, byly sklizeny z plochých kultivarů „Lazio“ a vrásčitých kultivarů „Samish“ ve špičkové celozrnné zralosti jako kojenecké (horní a střední vrchlík) a větší (spodní baldachýn) ) listy. Listy byly umístěny jako jedna vrstva do komerčních maloobchodních krabic z čirého polymeru a skladovány při 4 ° C po dobu až 9 dnů za nepřetržitého světla (26,9 μmol · m2 · s) nebo tmy. Špenát s vrchlíkem a baby-listem měl obecně vyšší koncentrace všech bioaktivních látek, vztaženo na sušinu, s výjimkou karotenoidů, než listy vrchlíku. Všechny listy uložené pod souvislým světlem měly obecně vyšší hladiny všech bioaktivních sloučenin, kromě beta-karotenu a violaxanthinu, a byly náchylnější k vadnutí, zejména kultivar s plochými listy. Všechny listy uložené v nepřetržité tmě měly klesající nebo nezměněné hladiny výše uvedených bioaktivních sloučenin. Zjištění z této studie odhalila, že listy špenátu vystavené simulovanému maloobchodnímu světlu při 4 ° C v čirých plastových nádobách byly celkově nutričně hustší (obohacené) než listy vystavené nepřetržité tmě.

Fyzikálně chemické a emulgační vlastnosti syrovátkového proteinového izolátu (WPI) - konjugáty dextranu vyráběné ve vodném roztoku

Byly zkoumány fyzikálně chemické a emulgační vlastnosti proteinových a polysacharidových konjugátů připravených za mírných podmínek. Kovalentně spojené konjugáty izolátu syrovátkového proteinu (WPI) a dextranu (DX, 440 kDa) byly vyrobeny inkubací vodných roztoků obsahujících 10% WPI a 30% DX při pH 6,5 a 60 ° C po dobu 48 hodin. Po purifikaci aniontoměničovou chromatografií a afinitní chromatografií měl konjugát hmotnostně průměrnou molekulovou hmotnost (Mw) 531 kDa a poloměr otáčení (Rg) 30 nm, jak bylo stanoveno pomocí vylučovací chromatografie-víceúhelníkový laserový rozptyl světla (SEC -MALLS) byl molární vazebný poměr WPI k DX vypočítán na ~ 1: 1. Purifikovaný konjugát měl významně zlepšenou tepelnou stabilitu, když byl vystaven 80 ° C po dobu 30 minut a zůstal rozpustný v rozmezí pH od 3,2 do 7,5 a iontové síly od 0,05 do 0,2 M na rozdíl od nativního WPI. Emulgační schopnost a stabilita emulze vyrobená pomocí konjugátu WPI -DX byla také zlepšena ve srovnání s WPI a arabskou gumou (emulgátor obsahující přirozeně odvozené glykoproteiny).

Využití neurálních sítí k odhadu ztrát kyseliny askorbové, celkových fenolů, flavonoidů a antioxidační aktivity v chřestu během tepelných ošetření
  • Hongfei Lu* ,
  • Hong Zheng,
  • Heqiang Lou,
  • Lingling Jiang,
  • Yong Chen, a
  • Shuangshuang Fang

Umělé neurální sítě (ANN) s algoritmem zpětné propagace byly vyvinuty tak, aby předpovídaly procentuální ztrátu kyseliny askorbové, celkových fenolů, flavonoidů a antioxidační aktivity v různých segmentech chřestu během blanšírování vody při teplotách v rozmezí od 65 do 95 ° C jako funkce času a teploty blanšírování. V této studii se používají ANN s jednou skrytou vrstvou a počet neuronů ve skryté vrstvě byl zvolen metodou pokusu a omylu. Optimalizované modely ANN byly vyvinuty pro předpovídání ztrát živin v pupenových, horních, středních a zadkových segmentech chřestu. Modely ANN byly poté testovány na nezávislém souboru dat. Naše výsledky ukázaly, že predikované hodnoty korelačních koeficientů mezi experimentálními a ANN se pohybovaly od 0,8166 do 0,9868. ANN by proto mohly být potenciálními nástroji pro predikci ztrát živin v zelenině během tepelných úprav.

Isoflavony v kávě: Vliv druhů, stupeň pražení a metoda vaření
  • Rita C. Alves* ,
  • Ivone M. C. Almeida,
  • Susana Casal a
  • M. Beatriz P. P. Oliveira

Tento dokument uvádí obsah isoflavonu v pražených kávových zrnech a záparách, ovlivněný druhy kávy, stupněm pražení a postupem vaření. Celková hladina isoflavonu je v kávách robusta 6krát vyšší než v kávách arabica, především díky formononetinu. Během pražení se obsah isoflavonů snižuje, zatímco jejich extrahovatelnost se zvyšuje (zejména u formononetinu). Celkový počet isoflavonů v kávě espresso (30 ml) se pohyboval od ∼40 μg (100% arabica) do ∼285 μg (100% robusta), přičemž dlouhá espressa (70 ml) dosahovala více než dvojnásobných izoflavonů krátkých (20 ml). Espressa (30 ml) připravená z komerčních směsí obsahovala průměrná množství 6, 17 a 78 μg genisteinu, daidzeinu a formononetinu. Porovnání různých způsobů vaření ukázalo, že espresso obsahovalo více isoflavonů (∼170 μg/30 ml) než šálek kávy z lisované kávy (∼130 μg/60 ml), méně než mokka káva (∼360 μg/60 ml), a množství podobná jako u filtrovaného šálku kávy (~ 180 μg/120 ml).

Chemické složení potravin/krmiv
Vliv odrůdy, umístění, pěstitelského roku a skladování na celkový fosfor, fytát-fosfor a fytát-fosfor na celkový poměr fosforu v rýži
  • Deok Jong Ahn,
  • Jong Gun vyhrál,
  • Cyren M. Rico a
  • Sang Chul Lee*

Byl zkoumán vliv odrůdy, umístění, vegetačního roku a skladování na poměr celkového fosforu (celkového P), fytátu-P a fytátu-P k celkovému P v korejských odrůdách rýže. Experiment 1 zkoumal vliv 9 odrůd rýže, 4 umístění a 2 vegetační roky. V experimentu 2 byl zkoumán účinek skladování po dobu 1, 6 a 12 měsíců. Výsledky ukázaly, že umístění, odrůdy a jejich interakce měly významný vliv na celkový obsah P a fytátu-P v rýži, zatímco vegetační rok nikoli. Poloha měla vyšší účinek než rozmanitost. Rýže pěstovaná v místech s vyšší úrovní srážek a vyššími teplotami získala nižší celkový poměr P, fytát-P a fytát-P k celkovému P. Vliv odrůdy a umístění ukázal možnost snížení fytátu-P v rýži. Skladování rýže po dobu až 12 měsíců neovlivnilo celkové koncentrace P a fytátu-P rýže.

Účinky výživy plodin na složení pšeničného zrna a kvalitu konečného použití
  • Dan Godfrey,
  • Malcolm J. Hawkesford,
  • Stephen J. Powers,
  • Sam Millar a
  • Peter R. Shewry*

Rostoucí aplikace dusíkatých hnojiv na pšenici (z 0 na 288 kg/ha) vedly ke zvýšenému podílu proteinů gliadinu a zvýšené roztažitelnosti těsta. Mouka z pozemku přijímajícího 192 kg/ha N (a bez S) byla podobná té z pozemku, který přijímal 192 kg/ha N a 53 kg/ha S, ale podíl ω-gliadinů se zvýšil a pevnost těsta byla podobnější k tomu z pozemků s nižším N. Zrno %N z pozemku přijímajícího 35 h/ha statkového hnoje bylo podobné jako z pozemku přijímajícího 144 kg/ha N, což naznačuje, že velká část aplikovaného N nebyla k dispozici. Složení bílkovin a vlastnosti těsta mouky z tohoto grafu byly podobné vlastnostem zrna z konvenčně oplodněných ploch s podobným obsahem zrna N. Podobné rozdíly v obsahu N zrna, složení bílkovin a funkčních vlastnostech byly pozorovány u vzorků zrna z komerčních ekologických a konvenčních farem.

Vliv vstupního systému (konvenční versus ekologické zemědělství) na profily metabolitů kukuřice (Zea mays)

Zrna kukuřice (Zea mays) pěstovaná konvenčně a organicky byla zkoumána metodou profilování metabolitů na bázi plynové chromatografie/hmotnostní spektrometrie (GC/MS). Analýzou tří kultivarů pěstovaných na dvou místech s různými vstupními systémy a na třetím místě, kde bylo aplikováno ekologické i konvenční zemědělství, by měl být vliv režimu pěstování na spektrum metabolitů zasazen do kontextu přirozené variability. Aplikovaný analytický přístup zahrnoval postupnou extrakci lyofilizované kukuřičné mouky a následnou subfrakci. Bylo detekováno přibližně 300 sloučenin ze širokého spektra chemických tříd, z nichž bylo identifikováno 167. Data profilování metabolitů byla statisticky hodnocena pomocí analýzy hlavních složek (PCA) a analýzy rozptylu (ANOVA). PCA prokázala, že pozorované separace byly hlavně kvůli genetickým rozdílům (kultivary) a vlivům prostředí. Různé vstupní systémy (konvenční/organické) vedly pouze k drobným diferenciacím. ANOVA a kvantifikace vybraných složek tato pozorování potvrdila. Pokud byly vzaty v úvahu vzorky ze všech polních pokusů, byly pouze tři metabolity (kyselina jablečná, myo-inositol a fosfát) konzistentně odlišné kvůli použitému vstupnímu systému.

Složení flavonoidů a antioxidační aktivita šťáv z Chinotto (Citrus × myrtifolia Raf.) Ovoce v různých fázích zrání
  • Davide Barreca,
  • Ersilia Bellocco,
  • Corrado Caristi,
  • Ugo Leuzzi, a
  • Giuseppe Gattuso*

Kvalitativní a kvantitativní složení chinotto šťávy ve dvou různých dobách zrání byly stanoveny pomocí chromatografické separace extrahovaných alikvotů šťávy z Citrus × myrtifolia Raf. pomocí LC-DAD-ESI-MS-MS s reverzní fází. To poskytuje komplexní chromatografické hodnocení 11 sloučenin (furanokumariny a flavonoidy C- a O-glykosidy). V chinotto šťávě bylo poprvé identifikováno pět flavonoidů a dva furanokumariny: dva C-glukosidy (vicenin-2 a lucenin-2 4'-methylether), dva O-glykosidy (narirutin a rhoifolin) a 3-hydroxy- 3-methylglutaryl flavanon (brutieridin). Bergapten a epoxybergamottin byly primární nalezené furanokumariny. Celkově je šťáva z nezralých plodů chinotto bohatší na bioaktivní sloučeniny než šťáva získaná ze zralého ovoce. Byly hodnoceny aktivity šťáv ze zeleného i zralého ovoce zachycující volné radikály a superoxidové anionty a výsledky ukázaly, že první z nich je při odstraňování radikálů a superoxidů mnohem účinnější než druhý.

Chemie pro ochranu plodin a zvířat
Syntéza a fungicidní aktivita arylkarbamové kyseliny-5-aryl-2-furanmethylesteru
  • Ying Li,
  • Bao-Ju Li,
  • Yun Ling* ,
  • Hong-Jian Miao,
  • Yan-Xia Shi a
  • Xin-Ling Yang*

Chitin, hlavní strukturální složka buněčné stěny hmyzí kutikuly a houby, ale v rostlinách a obratlovcích chybí, je považován za bezpečný a selektivní cíl pro látky hubící škůdce. Inhibitory syntézy chitinu (CSI) jsou dobře známé jako regulátory růstu hmyzu (IGR), ale v zemědělství se zřídka vyskytují jako fungicidy. K nalezení nových CSI s dobrou aktivitou byla vybrána jako hlavní sloučenina benzoylfenylmočovina, typický druh CSI, a bylo navrženo 26 nových esterů 5-aryl-2-furanmethylesteru arylkarbamové kyseliny převedením močovinových vazeb benzoylfenylmočovin na estery kyseliny karbamové a změna anilinových částí na furanmethylové skupiny. Sloučeniny uvedené v názvu byly syntetizovány a jejich struktury byly potvrzeny IR, 1H NMR a elementární analýzou. Byly provedeny předběžné insekticidní a fungicidní biologické testy. Výsledky ukázaly, že sloučeniny uvedené v názvu neměly insekticidní účinek na Culex pipiens pallens a Plutella xylostella Linnaeus, ale většina sloučenin vykazovala dobré fungicidní účinky proti Corynespora cassiicola, Thanatephorus cucumeris, Botrytis cinerea a Fusarium oxysporum. Zejména sloučeniny V-4, V-6, V-7 a V-8 vykazovaly lepší aktivity proti těmto čtyřem kmenům než komerčně dostupné fungicidy. Morfologický výsledek naznačuje, že sloučenina V-21 narušila tvorbu buněčné stěny C. cassiicola. Výsledky ukázaly, že modifikace močovinové vazby benzoylfenylmočoviny byla účinným způsobem, jak objevit nové kandidáty na fungicidy.

Účinky Fusarium Infekce na fenolech v Emmer a Naked Barley
  • Kai Eggert* ,
  • Jürgen Hollmann,
  • Beate Hillerová,
  • Hans-Peter Kruse,
  • Hashadrai M. Rawel a
  • Elke Pawelzik

Očkované nebo neočkované kultivary holého ječmene a emmeru byly zkoumány s ohledem na jejich vliv na profily kyseliny fenolové a jejich obsah arabinoxylanů. Byly rozlišeny dvě skupiny fenolových sloučenin-fenolické sloučeniny rozpustné v methanolu a hydrolyzovatelné kovalentně vázané. K jejich analýze byly použity chromatografické metody. Výsledky ukázaly, že kyselina ferulová je převládajícím fenolem v celkových i kovalentně vázaných frakcích. Očkování významně snížilo obsah kyseliny ferulové v rozmezí 5,6 - 6,6% u obou obilovin a všech jejich kultivarů. Kultivary nahého ječmene navíc obsahovaly flavonoidní katechin v rozpustné frakci. Očkování zde vedlo k významnému zvýšení obsahu katechinu o 4,5%. Tyto výsledky dokumentují indukci syntézy katechinu v nahém ječmenu po umělé infekci Fusarium, zatímco obsah kyseliny ferulové klesal.

Čištění proteinů podobných luštěninám ze semen Coffea arabica a Coffea racemosa a jejich insekticidních vlastností vůči Cowpea Weevil (Callosobruchus maculatus) (Coleoptera: Bruchidae)
  • Mirela Batista Coelho,
  • Maria Lígia Rodrigues Macedo,
  • Sérgio Marangoni,
  • Desiree Soares da Silva,
  • Igor Cesarino a
  • Paulo Mazzafera*

Proteiny podobné lumininu ze semen Coffea arabica (CaL-1 a CaL-2) a Coffea racemosa (CrL-1 a CrL-2) byly charakterizovány a izolovány gelovou filtrací a chromatografií na reverzní fázi. Insekticidní vlastnosti purifikovaných proteinů byly testovány proti Callosobruchus maculatus pomocí umělých diet. Analýzy elektroforézy na polyakrylamidovém gelu dodecylsulfátu sodného (SDS-PAGE) ukázaly, že CaL-1 se skládá ze dvou podjednotek 33 a 24 kDa, zatímco CaL-2, CrL-1 a CrL-2 byly monomerní s jediným pásem 14 kDa. Hodnoty LD50 byly 0,5% (m/m) pro CaL-1 a 0,3% (m/m) pro CaL-2, CrL-1 a CrL-2. ED50 při 0,3% byla hodnocena pro všechny koncentrace proteinů.Strukovinové proteiny nebyly štěpeny homogenáty středního střeva C. maculatus až do 8 hodin inkubace. CaL-1 a CaL-2 (C. arabica) a CrL-1 a CrL-2 (C. racemosa) jsou proteiny vážící chitin a jejich insekticidní vlastnosti vůči larvám C. maculatus mohou souviset s jejich schopností vázat přítomný chitin v larevním střevě a s tím související nízkou stravitelností.

Syntéza hydrazonů na bázi kyseliny nalidixové jako nových pesticidů
  • Nisha Aggarwal,
  • Rajesh Kumar,
  • Chitra Srivastva,
  • Prem Dureja* , a
  • J. M. Khurana*

Bylo syntetizováno 31 substituovaných hydrazonů hydrazidu kyseliny nalidixové a charakterizovány spektrálními technikami. Tyto sloučeniny byly hodnoceny na různé biologické aktivity, jmenovitě fungicidní, insekticidní a nitrifikační inhibiční aktivity. Antifungální aktivita byla hodnocena proti pěti patogenním houbám, jmenovitě Rhizoctonia bataticola, Sclerotium rolfsii, Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum a Alternaria porii. Vykazovaly maximální inhibici proti A. porii s ED50 = 34,2–151,3 μg/ml. Aktivita byla srovnatelná s komerčním fungicidem, hexakonazolem (ED50 = 25,4 μg/ml). Byli také vyšetřeni na insekticidní aktivitu proti larvám Spodoptera litura třetího instaru a dospělcům Callosobruchus maculatus a Tribollium castaneum. Většina z nich vykazovala 70–100% úmrtnost na S. litura metodou krmení při dávce 0,1%. Tyto sloučeniny nebyly shledány účinnými inhibitory nitrifikace.

Chemie životního prostředí
Vliv půdních faktorů na rozptyl nového pyrimidynyloxybenzoového herbicidu ZJ0273
  • Wei Wang,
  • Qing-Fu Ano* ,
  • Wei Ding,
  • Ai-Liang Han,
  • Hai-Yan Wang,
  • Dlouhá Lu* , a
  • Jay Gan

Nový pyrimidynyloxybenzoový herbicid (ZJ0273) rovnoměrně značený 14C na benzoátovém kruhu byl aplikován na půdy za sterilních a nesterilních podmínek, aby se porozuměl vlivu půdních mikroorganismů a vybraných vlastností na jeho rozptyl a transformace na vázané zbytky a 14CO2. Významný účinek půdních mikroorganismů byl zjištěn v kyselé půdě, kde sterilizace významně prodloužila dobu poloviční disipace (DT50) ZJ0273 z 15,57 na 34,31 dnů a snížila celkové množství mineralizovaného 14CO2 z 19,91 na 0,43%. Sterilizace však vykazovala omezený účinek na vzorce vázaného zbytku nebo úrovně extrahovatelných zbytků v půdách s pH ≥ 6,1. Kromě toho bylo zjištěno významné potlačení vysokého pH při rozptylu extrahovatelných zbytků a tvorbě navázaných zbytků. Zlepšení tvorby vázaného zbytku nízkým pH půdy bylo přičítáno zvýšené konverzi ZJ0273 na jeho meziprodukty, které se rychle navázaly na půdní organickou hmotu.

Nepřímá fotodegradace Clethodimu ve vodném médiu. Identifikace vedlejších produktů čtyřnásobnou hmotnostní spektrometrií doby letu
  • Beatriz Sevilla-Morán,
  • José L. Alonso-Prados,
  • José M. García-Baudín, a
  • Pilar Sandín-España*

Byla zkoumána vodná fotolýza clethodimového herbicidu v přítomnosti přírodních látek, jako jsou huminové kyseliny (HA), dusičnany a ionty Fe (III). Rychlost fotodegradace clethodimu byla v přítomnosti HA zpomalena ve srovnání s ultračistou vodou, zatímco dusičnanové ionty neměly žádný účinek. Na druhé straně voda obsahující různé koncentrace iontů Fe (III) zlepšila degradaci tohoto herbicidu. Clethodimská transformace vedla k vytvoření devíti vedlejších produktů, z nichž některé, podle našeho nejlepšího vědomí, popsaného poprvé v této práci. Identifikace těchto fotoproduktů byla provedena kopulací kapalinové chromatografie na hmotnostní spektrometrii s kvadrupólovým časem letu. Hlavními transformačními reakcemi pozorovanými u clethodimu byla fotoizomerizace na Z-izomer, S-oxidace E- a Z-clethodim izomerů za vzniku sulfoxidových diastereoizomerů, redukce oximové části za vzniku clethodimiminu, oxidační štěpení vazby C-S a S-oxidace clethodim iminu vedoucí k tvorbě iminketonu a iminsulfoxidu.

Perzistence polybromovaných difenylových etherů v zemědělských půdách po aplikaci biopevných látek
  • Natasha A. Andrade,
  • Laura L. McConnell,
  • Alba Torrenty* , a
  • Mark Ramirez

Tato studie zkoumá hladiny polybromovaných difenyletherů (PBDE), trendy v biopevných látkách z čistírny odpadních vod a hodnotí potenciální faktory ovlivňující koncentrace PBDE a osud v zemědělských půdách oplodněných biopevnými látkami. Průměrná koncentrace nejhojnějších kongenerů PBDE v biopevných látkách (∑BDE-47, BDE-99 a BDE-209) generovaných jednou čistírnou odpadních vod byla 1250 ± 134 μg/kg ž.hm. bez významné změny koncentrace po dobu 32 měsíců (n = 15). Ve vzorcích povrchové půdy ze středoatlantické oblasti byly průměrné koncentrace PBDE v půdě z polí nepřijímajících žádné biopevné látky (5,01 ± 3,01 μg/kg dw) 3krát nižší než v polích, která obdržela jednu aplikaci (15,2 ± 10,2 μg/kg dw) a 10 krát nižší než pole, která obdržela více aplikací (53,0 ± 41,7 μg/kg dw). Kumulativní aplikační dávka biopevných látek a půdní organický uhlík korelovaly s koncentracemi a perzistencí PBDE v půdě. Model pro předpovídání koncentrací PBDE v půdě po jedné nebo více aplikacích biopevů poskytuje odhady, které spadají do faktoru 2 pozorovaných hodnot.

Využití faktoriálního designu ke studiu kompostování hydrolyzovaných hroznových výlisků a vinifikačních výkalů

Hydrolyzovaný hroznový výlisek (HGM) je pevný zbytek vzniklý po kyselé hydrolýze hroznových výlisků za účelem získání hemicelulózových cukrů pro biotechnologické účely. V této práci byl HGM obsahující celulózu a lignin kompostován společně s vinifikačními kaly za účelem získání rostlinných substrátů v laboratorním měřítku. Účinky teploty (v rozmezí 20–50 ° C), koncentrace vinifikačních kalů (5–100 g/100 g hydrolyzovaných hroznových výlisků) a koncentrace CaCO3 na konečné vlastnosti kompostovaného HGM byly studovány pomocí experimentálního plánu s faktoriální strukturou. Vzájemný vztah mezi závislými a provozními proměnnými byl stanoven modely zahrnujícími lineární, interakční a kvadratické výrazy. Nejvlivnější proměnnou na poměru C/N a obsahu P, K a Mg v kompostovaných substrátech byla koncentrace vinifikačních kalů následovaná teplotou, zatímco na obsahu Na a elektrické vodivosti byla nejvlivnější proměnná teplota následovaná koncentrací vinifikačních kalů . Výsledky inkubačních experimentů ukázaly, že optimálních podmínek pro získání rostlinných substrátů lze dosáhnout kompostováním směsí hydrolyzovaných hroznových matolin a vinifikačních kalů v poměru 1: 1 v přítomnosti 5 g CaCO3/100 g HGM. Během kompostování se pH směsí zvýšilo z 5,1–6,7 na 7,1–8,1, slanost a ve vodě rozpustný uhlík se ve většině případů snížily a počáteční fytotoxicita zmizela ve všech testovaných směsích.

Diskriminace kontaminace zemědělského odpadu fluorescenční spektroskopií ve spojení s vícerozměrnou analýzou během studie biologického rozkladu
  • Muhammad Bilal,
  • Anne Jaffrezic* ,
  • Yves Dudal,
  • Cedric Le Guillou,
  • Safya Menasseri a
  • Christian Walter

Perzistence potenciálních indikátorů rozpuštěných organických látek (DOM) generovaných z půdy doplněné odpadem z farmy byla zkoumána fluorescenční spektroskopií spojenou s klasifikací a regresním stromem (CART) a analýzou hlavních složek (PCA) během krátkodobého (8 dnů) až střednědobá (60denní) studie biodegradace. Byl použit vstup do zpracování vepřového hnoje (PM), kravského hnoje (CM), pšeničné slámy (WS) a samotné půdy (SA). Úpravy odpadu byly potenciálními zdroji vyšších koncentrací DOM. PCA odhalila rozdíly v kvalitě DOM mezi zemědělskými odpady a samotnou půdou, jakož i významný posun pozorovaný od biochemické k geochemické fluorescenční frakci při ošetření SA a PM. Poměr tryptofan: Humic-like a tryptofanová zóna byly potenciálními diskriminátory nedávného a střednědobého znečištění zemědělskými odpady. Integrální intenzity Fulvic-like zóny a oblasti III diskriminovaly PM od CM a WS během 60 dnů. Analýza CART ukázala 90% a 100% potenciál diskriminace zemědělských odpadů z půdy během P1, respektive P2. Úspěchy predikce byly 72 a 57% pro PM z jiných odpadů a 60 a 100% pro WS během obou období. Fluorescenční spektroskopie v kombinaci s analýzou CART může být nedestruktivní inovativní metodou pro monitorování náchylné kontaminace zemědělského odpadu.

Sorpční-desorpční chování atrazinu na půdách, na které se vztahují různé dlouhodobé organické změny
  • Diana L. D. Lima,
  • Rudolf J. Schneider,
  • Heinrich W. Scherer,
  • Armando C. Duarte,
  • Eduarda B. H. Santos, a
  • Valdemar I. Esteves*

Sorpce atrazinu na půdách podrobených třem různým organickým úpravám byla měřena pomocí techniky dávkové rovnováhy. Vyšší hodnota KF (2,20 kg − 1 (mg L − 1) −N) byla získána pro půdu pohnojenou kompostem, která měla vyšší obsah organické hmoty (OM). Byla pozorována korelace mezi hodnotami KFOC a procentem aromatického uhlíku v OM. Nejvyšší hodnota KFOC byla získána pro půdu s nejvyšším obsahem aromat. Vyšší obsah aromatických látek má za následek vyšší hydrofobicitu OM a hydrofobní interakce hrají klíčovou roli ve vazbě atrazinu. Na druhé straně měla půda doplněná statkovým hnojivem vyšší obsah karboxylových jednotek, které mohly být zodpovědné za vodíkové vazby mezi atrazinem a OM. Dominance vodíkových vazeb ve srovnání s hydrofobními interakcemi může být zodpovědná za nižší desorpční kapacitu pozorovanou na hnojišti zemědělského dvora. Silnější vodíkové vazby mohou omezit vyplavování atrazinu do zdrojů pitné vody a odtok do řek a jiných povrchových vod.

Příchutě a vůně/Chemosenzorické vnímání
Snížení věku piva ve věku snížením aktivity pivovarských kvasnic
  • Daan Saison* ,
  • David P. De Schutter,
  • Nele Vanbeneden,
  • Luk Daenen,
  • Filip Delvaux a
  • Freddy R. Delvaux

Chuťový profil piva se během skladování mění. Vzhledem k tomu, že kvasinky mohou mít vliv na stabilitu chuti, cílem této studie bylo zjistit, zda existuje přímý dopad vaření kvasnic na vyzrálé aroma. Toho bylo dosaženo doporučením starších piv. Ukázalo se, že několik vyzrálých aromatických tónů, jako jsou lepenka, žebra, Maillard a Madeira, bylo téměř úplně odstraněno uvařením kvasnic, nezávisle na kvasnicích nebo typu piva. To bylo vysvětleno redukcí aldehydů, zejména (E) -2-nonenal, Strecker aldehydů, 5-hydroxymethylfurfuralu a diacetylu, na jejich odpovídající alkoholy. Kromě toho se ukázalo, že redukční schopnost pivovarských kvasnic je vysoká, ale že kmen kvasinek a zbytkové koncentrace specifické pro sloučeninu zůstaly v referenčním pivu nezávisle na počáteční koncentraci. Nakonec se ukázalo, že aldehydy byly nejen redukovány, ale také se vytvářely během doporučení.

Vyšetřování aromaticky aktivních sloučenin vytvořených v Maillardově reakci mezi glutathionem a redukujícími cukry

Aroma aktivní sloučeniny vytvořené během tepelné reakce mezi glutathionem (GSH) a redukujícími cukry byly analyzovány plynovou chromatografií-hmotnostní spektrometrií (GC-MS) a GC-olfaktometrií (GC-O) s analýzou ředění aromatického extraktu (AEDA). Aplikace AEDA na glutathionové produkty Maillardovy reakce (GSH MRP) vedla k identifikaci 19 aromaticky aktivních sloučenin v tepelné reakci glutathionu s glukózou nebo fruktózou. Kromě toho byl také použit přístup značení sacharidových modulů (CAMOLA) k objasnění cest tvorby vybraných cílových sloučenin síry, jako je 5-methylthiofen-2-karbaldehyd a 3-methylthiofen-2-karbaldehyd, které dosud nebyly hlášeny . Neporušený uhlíkový skelet glukózy přes 3-deoxyhexoson je začleněn do 5-methylthiofen-2-karbaldehydu se sirovodíkem GSH. Na druhou stranu, tvorba 3-methylthiofen-2-karbaldehydu může nastat prostřednictvím rekombinace fragmentu cukru C-4 a merkaptoacetaldehydu.

Potravinářská chemie/biochemie
Zlepšení vlastnosti vodotěsné lepenky lepenky nanášením povlaku biologicky rozložitelnými polymery
  • Jaejoon Han,
  • Stéphane Salmieri,
  • Canh Le Tien, a
  • Monique Lacroix*

Byly připraveny biopolymerní povlaky a naneseny na lepenku, aby se zlepšila její vodotěsná vlastnost. K přípravě filmů na bázi izolátu syrovátkového proteinu (WPI)/celulózy byly WPI a glycerol rozpuštěny ve vodě s glutaraldehydem (síťovací činidlo) a xanthátem celulózy. Roztok byl odlit, sušen a insolubilizován zachycením WPI v regenerované celulóze. Filmy byly spojeny se včelím voskem (BW) do dvouvrstvého potahovacího systému a poté naneseny na lepenku zahříváním. Další potahovací roztok sestávající z poly (vinylbutyralu) (PVB)/zeinu byl připraven rozpuštěním poly (vinylalkoholu) (PVA) a zeinu v 70% ethanolu s glutaraldehydem a butyraldehydem (funkcionalizační činidlo). Roztok PVB/zein byl nanesen na lepenku po nastříkání BW. Struktura povlaků na bázi PVB/zeinu byla analyzována Fourierovou transformační infračervenou spektroskopií (FTIR). Vlastnosti bariéry proti vodní páře potahovaných lepenek byly hodnoceny měřením rychlosti vodní páry (WVTR). Ze spektrů FTIR byla potvrzena funkcionalita PVA po zesíťování a účinná acetalizace do PVB. Povrchové úpravy WPI/celulóza a PVB/zein zlepšily vodotěsné vlastnosti lepenky snížením WVTR o 77–78%. Přestože byl BW povlak účinnější (pokles WVTR o 89%), dvojvrstvé povlaky složené z BW a polymerních povlaků měly silnější bariérový účinek s poklesem WVTR na 92–95%, čímž se přiblížily komerční atributy potřebné k zajištění bariéry proti vodní páře v lepenkových nádobách na potraviny (10 g/m2 · den). Tyto výsledky naznačují, že povrchové potahování biologicky rozložitelnými polymery lze použít pro výrobu lepenkových obalů v průmyslových aplikacích.

Synergický účinek a struktura-vztah-aktivita inhibitorů 3-hydroxy-3-methylglutaryl-koenzym A reduktázy z Crataegus pinnatifida Bge.
  • Xiao-Li Ye,
  • Wen-wen Huang,
  • Zhu Chen,
  • Xue-Gang Li* ,
  • Ping Li,
  • Ping Lan,
  • Liang Wang,
  • Ying Gao,
  • Zhong-Qi Zhao, a
  • Xin Chen

Byly izolovány inhibitory 3-hydroxy-3-methylglutarylkoenzym A reduktázy (HMGR) z hlohového ovoce (Crataegus pinnatifida Bge.) A byl hodnocen jejich antihyperlipidemický účinek vyvolaný dietou s vysokým obsahem tuků u myší. Po dalším čištění sloupcovou chromatografií na silikagelu a polyamidu z frakcí (frakce A, F, H a G) s vysokou mírou inhibice (IR) na HMGR bylo získáno 24 chromatografických frakcí, včetně 8 aktivních frakcí s vysokou IR až HMGR. Celková inhibiční aktivita 24 frakcí se však snížila asi o 70%. Z osmi aktivních frakcí byly rekrystalizací získány čtyři sloučeniny, které byly identifikovány jako kvercetin (a), hyperosid (b), rutin (c) a kyselina chlorogenová (d), jejichž obsah v extraktu EtOH z hlohu byl 0,16, 0,32, 1,45 , respektive 0,95%. IR hodnoty sloučenin a -d až HMGR byly 6,28, 9,64, 23,53 a 10,56% při odpovídajících koncentracích 0,16, 0,32, 1,45 a 0,95 mg/ml. Bylo zjištěno, že IR směsi (2,85 mg/ml) odpovídající původnímu procentu sloučenin a - d v extraktu EtOH z hlohu bylo až 79,5%, mnohem vyšší než u jednotlivé sloučeniny a celkové IČ těchto čtyř sloučenin (50,01%). Výsledky in vivo také odhalily, že směs měla významnější účinnost snižující lipidy než monomery. Vztah mezi strukturou a aktivitou odhalil inhibiční aktivitu a schopnost snižovat lipidy sloučenin a-c klesala se zvyšujícím se počtem glykosidů. Byl učiněn závěr, že mezi sloučeninami a-d existují synergické účinky na inhibici HMGR a snižování lipidů a slabá hydrofilní schopnost prospívá inhibici HMGR a účinnosti snižování lipidů.

Δ 34 Měření hodnoty S v přiřazení původu potravin a frakcionacích izotopů síry u rostlin a zvířat

Hodnoty δ34S biologického materiálu, zejména potravinových komodit, slouží jako indikátory přiřazení původu. V metabolismu vyšších rostlin je však třeba očekávat frakcionace izotopů síry. Ve skutečnosti hodnoty δ34S síranů a organických S rostlinných druhů zeleniny Brassicaceae a Allium vykazovaly rozdíly mezi 3 a 6 ‰ a rozdíly v glukosinolátech byly mezi 0 a 14 ‰. Rozdíly v hodnotách δ34S hodnoty total-S mezi jednotlivými tkáněmi stejné rostliny byly ∼3 ‰. Předpokládá se, že tyto relativně malé a variabilní frakcionace jsou způsobeny rozdělením jednotlivých kroků S-metabolismu do různých rostlinných kompartmentů, kde se mohou vyskytovat nezávisle a kvantitativně. Hodnoty δ34S býložravého svaloviny a mléka ve vztahu ke stravě a mezi zvířetem a jeho dítětem měly trofické posuny ∼1,5 ‰. U vlasů, kopyt a rohů bylo pozorováno obohacení 34S až o 4 ‰, což je izotopová frakcionace −5 ‰ mezi dietetickým síranem a chrupavkou. Hlášené dohody mezi hodnotou δ34S biomasy a primárními zdroji S proto platí pouze pro sypký materiál, a nikoli pro jednotlivé sloučeniny nebo tkáně.

Kinetické modelování tepelné inaktivace bakteriocinem podobné inhibiční látky P34
  • Voltaire Sant’Anna,
  • Michele Utpott,
  • Florencia Cladera-Olivera a
  • Adriano Brandelli*

Optimalizace tepelných procesů závisí na adekvátních degradačních kinetických modelech, které zaručují bezpečnost a kvalitu potravin. Znalosti o kinetice tepelné inaktivace antimikrobiálních peptidů jsou nezbytné k tomu, aby bylo možné jejich adekvátní využití jako přírodních biopreservantů v potravinářském průmyslu. V této práci byla kineticky zkoumána tepelná inaktivace dříve charakterizované bakteriocinem podobné inhibiční látky (BLIS) P34 v teplotním rozmezí 90–120 ° C. Listeria monocytogenes ATCC 7644 byla použita jako indikátorový mikroorganismus pro antimikrobiální aktivitu. Kriticky byla hodnocena použitelnost různých inaktivačních modelů dostupných v literatuře. Model prvního řádu poskytl nejlepší popis kinetiky inaktivace během zvolených teplot s hodnotami k mezi 0,059 a 0,010 min − 1. Hodnoty D a k se s rostoucí teplotou snižovaly a zvyšovaly, což naznačuje rychlejší inaktivaci při vyšších teplotách. Výsledky naznačují, že BLIS P34 je termostabilní, s hodnotou z 37,74 ° C a Ea 72 kJ mol − 1.

Antrocamphin A, protizánětlivý princip z plodnice Taiwanofungus camphoratus a jeho mechanismy
  • Yu-Hsin Hsieh,
  • Fang-Hua Chu,
  • Ya-Shin Wang,
  • Shih-Chang Chien,
  • Shang-Tzen Chang,
  • Jei-Fu Shaw,
  • Chieh-Yin Chen,
  • Wen-Wei Hsiao,
  • Yueh-Hsiung Kuo* , a
  • Sheng-Yang Wang*

Houba Taiwanofungus camphoratus se na Tchaj -wanu běžně používá k léčebným účelům. Používá se jako detoxikační prostředek při otravě jídlem a je považován za vzácný lidový lék na ochranu jater a proti zánětům. V této studii byl pro hodnocení protizánětlivé aktivity T. camphoratus použit model ICR myšího akutního zánětu vyvolaný lipopolysacharidem (LPS) a makrofágový model vyvolaný LPS. Ethanolový extrakt z T. camphoratus významně inhiboval expresi iNOS a COX-2 v játrech myší s akutním zánětem vyvolaných LPS. Ethylacetátová frakce a její izolovaná sloučenina, antokamfin A, významně potlačily koncentraci dusitanů/dusičnanů v buňkách RAW 264,7 stimulovaných LPS. Antrokamfin A vykazoval silnou protizánětlivou aktivitu potlačením uvolňování prozánětlivých molekul prostřednictvím down-regulace exprese iNOS a COX-2 cestou NF-kB. Tato studie proto nejprve demonstruje bioaktivní sloučeninu T. camphoratus a ilustruje mechanismus, kterým uděluje svou protizánětlivou aktivitu.

Dimery vinylcatechinu jsou pro antokyany mnohem lepší kopie než katechin dimer procyanidin B3
  • Luís Cruz,
  • Natércia F. Brás,
  • Natércia Teixeira,
  • Nuno Mateus,
  • Maria João Ramos,
  • Olivier Dangles a
  • Victor De Freitas*

Vazebné konstanty (K) pro interakci tří kopigmentů (CP), dvou epimerních vinylcatechinových dimerů (CP1 a CP2) a katechinového dimeru B3 (CP3) se dvěma pigmenty, malvidin-3-glukosidem (oenin) a malvidin-3, 5-diglukosid (malvin), byly stanoveny. Hodnoty K jasně ukazují, že oba vinylcatechinové dimery mají mnohem vyšší afinitu k oeninu a malvinu než dimer B3: KCP2> KCP1 × KCP3. Byly také provedeny výpočty kvantové mechaniky a molekulární dynamiky k interpretaci vazebných dat a specifikaci relativního uspořádání molekul pigmentu a kopigmentu v komplexech.

GC-MS Profilování sloučenin diterpenu ve středomořském propolisu z Řecka
  • Milena Petková Popová,
  • Konstantia Graikou,
  • Ioanna Chinou, a
  • Vassya Stefanova Bankova

Cílem této práce je analyzovat a identifikovat sloučeniny diterpenu ve středomořských vzorcích propolisu z různých řeckých oblastí pomocí GC-MS. Chemické složení šesti vzorků propolisu bylo stanoveno pomocí dříve izolovaných diterpenů z krétského propolisu jako autentických standardů pro identifikaci na základě hmotnostní spektrální fragmentace derivátů TMS a retenčního indexu. Bylo identifikováno a charakterizováno více než 30 diterpenů, mezi nimiž byly nové složky propolisu, a které jsou charakterizovány autentickými standardy a interpretací fragmentace MS. Jedná se o první detailní profilování nového typu propolisu, bohatého na diterpeny. Chromatografické a hmotnostně spektrální charakteristiky identifikovaných diterpenů by mohly být velmi užitečné pro rychlé profilování GC-MS tohoto typu propolisu a pro odhalení jeho rostlinných zdrojů.

Diferenciální inhibiční účinky konjugovaných izomerů kyseliny linolové na neoplasii myšího žaludku indukovanou Benzo (A) pyren
  • Mladý S. Kim,
  • Seck J. Kim,
  • Tae W. Oh,
  • Jae I. Byeon,
  • Gon S.Kim,
  • David B.Min,
  • Joung S. Jang, a
  • Yeong L. Ha*

Diferenciální antikarcinogenní aktivita izomerů konjugované kyseliny linolové (CLA), včetně c9, t11-CLA, t10, c12-CLA, a t, t-CLA, byla zkoumána v režimu karcinogeneze myšího předžaludku indukovaného benzo (a) pyrenem (BP ). Samice myší ICR (stáří 6–7 týdnů, 26 ± 1 g) byly rozděleny do šesti skupin (30 myší/skupina, 5 myší/klec): kontrola, kyselina linolová, CLA, c9, t11-CLA, t10, c12- CLA, a t, t-CLA. Každé myši bylo v pondělí a ve středu orálně podáno 0,1 ml vzorku a 0,1 ml olivového oleje a v pátek BP (2 mg v 0,2 ml olivového oleje). Tento cyklus se opakoval čtyřikrát. O třiadvacet týdnů později byl experiment ukončen pro analýzu nádoru. t, t-CLA významně snížil (p <0,05) jak počet nádorů, tak velikost tumoru na myš, vzhledem k CLA a c9, t11-CLA, ale podobně jako t10, c12-CLA. Snížení incidence tumoru o t, t-CLA (84,6%) bylo podobné jako u CLA, c9, t11-CLA a t10, c12-CLA, ale bylo významně sníženo (p <0,05), ve srovnání se 100% linoleovou kyselina a kontrola. t, t-CLA zvýšil apoptotický index na 35%, ve srovnání s 23% pro CLA, 21% pro c9, t11-CLA, 29% pro t10, c12-CLA, 7% pro kyselinu linolovou a 4% pro kontrolu. t, t-CLA up-reguloval expresi genu Bax a aktivovaných enzymů kaspázy-3, ale down-reguloval expresi genu Bcl-2. Aktivita cytosolické fosfolipázy A2 nebyla ovlivněna testovanými izomery CLA. Tyto výsledky naznačují, že t, t-CLA má vynikající antikarcinogenní potenciál u neoplasií myšího lesomachu indukovaného BP na CLA, c9, t11-CLA a t10, c12-CLA, prostřednictvím indukce apoptózy prostřednictvím mitochondriální dysfunkce.

Acidofilní a kyselinou stabilní beta-mananáza z Phialophora sp. P13 s vysokou mannanovou hydrolytickou aktivitou za simulovaných žaludečních podmínek
  • Junqi Zhao,
  • Pengjun Shi,
  • Huiying Luo,
  • Peilong Yang,
  • Heng Zhao,
  • Yingguo Bai,
  • Huoqing Huang,
  • Hui Wang a
  • Bin Yao*

Gen p-mannanázy, man5AP13, byl klonován z Phialophora sp. P13 a vyjádřeno v Pichia pastoris. Odvozená aminokyselinová sekvence zralého enzymu, MAN5AP13, měla nejvyšší identitu (53%) s 5-p-mannanázou rodiny glykosidhydrolázy z Bispora sp. MEY-1. Purifikovaná rekombinantní P-mananáza byla acidofilní a stabilní vůči kyselinám, vykazovala maximální aktivitu při pH 1,5 a udržovala> 60% počáteční aktivity v rozmezí pH 1,5-7,0. Optimální teplota byla 60 ° C. Specifická aktivita, Km a Vmax, pro substrát gumy ze svatojánského chleba byla 851 U/mg, 2,5 mg/ml, respektive 1667,7 U/min · mg. Enzym měl vynikající aktivitu a stabilitu za simulovaných žaludečních podmínek a uvolněný redukující cukr gumy svatojánského chleba byl významně zvýšen jednorázově v simulované žaludeční tekutině obsahující pepsin, na rozdíl od toho bez pepsinu. Všechny tyto vlastnosti činí z MAN5AP13 potenciální přísadu pro použití v potravinářském a krmivářském průmyslu.

Účinek extraktu bohatého na antokyany z černé rýže (Oryza sativa L. Japonica) o chronicky alkoholem indukovaném poškození jater u krys

Studie hodnotila ochranný účinek extraktu bohatého na antokyany z černé rýže (AEBR) na chronické biochemické změny vyvolané ethanolem u samců krys Wistar. Podávání ethanolu (3,7 g/kg/den) potkanům Wistar po dobu 45 dnů vyvolalo poškození jater s významným zvýšením (P <0,05) aspartát transaminázy (AST), alanin transaminázy (ALT), gama glutamyltransferázy (GGT) v séra a hladiny jaterního malondialdehydu (MDA). Naproti tomu podávání AEBR (500 mg/kg) spolu s alkoholem významně (P <0,01) snížilo aktivitu jaterních enzymů (AST, ALT a GGT) v séru, hladiny MDA a koncentrace séra a jaterních triglyceridů (TG ) a celkového cholesterolu (TCH). Krysy ošetřené AEBR vykazovaly lepší profil antioxidačního systému s normálními aktivitami glutathionperoxidázy (GSH-Px), superoxiddismutázy (SOD) a glutathion S-transferázy (GST). Všechny tyto výsledky byly doprovázeny histologickými pozorováními v játrech. Výsledky ukazují, že AEBR má příznivý účinek při snižování nepříznivého účinku alkoholu.

Molekulární výživa
Biologická odpověď hepatomů na extrakt z Fagopyrum esculentum M. (pohanka) není zprostředkována inositoly nebo rutinem
  • Julianne M. Curranová,
  • Danielle M. Stringer,
  • Brenda Wrightová,
  • Carla G. Taylorová,
  • Roman Przybylski, a
  • Peter Zahradka*

Pohanka obsahuje d-chiro-inositol (D-CI) a myo-inositol (MI), možné sloučeniny napodobující inzulín, tato studie tedy zkoumala inzulínové mimetické aktivity pohankového koncentrátu (BWC), D-CI a MI na přenosové cesty inzulínového signálu a vychytávání glukózy s krysími hepatomovými buňkami H4IIE. BWC stimulovala fosforylaci extracelulárně příbuzné kinázy p42/44 (p42/44 ERK) a jejího downstream cíle, p70S6K, na Thr421. Naproti tomu D-CI, MI, rutin nebo jeho forma agylkonu, kvercetin, neaktivovaly tyto signální transdukční proteiny. Fosforylace mitogenem aktivované proteinové kinázy p38 (p38 MAPK), dalšího cíle inzulínu, byla také up-regulována po ošetření BWC. Účinky BWC na příjem glukózy byly následně zkoumány pomocí buněk H4IIE. Příjem glukózy stimulovaný inzulínem a D-CI, zatímco BWC inhiboval vychytávání glukózy bazálním a inzulínem stimulovaným. Ačkoli výsledky této práce naznačují, že BWC má účinky mimetické na inzulín na události fosforylace vybraných proteinů v buňkách H4IIE, D-CI a MI nebyly aktivními složkami odpovědnými za pozorované efekty. Inhibice absorpce glukózy pomocí BWC naznačuje, že pohanka může ovlivnit metabolismus glukózy v játrech, pravděpodobně inhibicí toku glukózy. Skutečnost, že D-CI a MI stimuloval příjem glukózy v buňkách H4IIE, naznačuje, že za inhibici vychytávání glukózy pomocí BWC jsou zodpovědné jiné sloučeniny.

Isoliquiritigenin blokuje blokádu signalizace TGF-β1-SMAD za účelem zpomalení akumulace mezangiální matrice indukované vysokou glukózou
  • Jing Li,
  • Sang-Wook Kang,
  • Jung-Lye Kim,
  • Hye-Young Sung,
  • In-Sook Kwun, a
  • Young-Hee Kang*

Diabetická nefropatie charakterizovaná jako mezangiální fibróza a glomeruloskleróza má za následek selhání ledvin a terminální onemocnění ledvin. Zvýšená exprese a sekrece růstového faktoru pojivové tkáně (CTGF) hrají důležitou roli v expanzi glomerulární mezangiální matrice složené převážně z kolagenu typu IV. Isoliquiritigenin může svým protizánětlivým působením předcházet různým poškozením ledvin. Účinek isoliquiritigeninu na diabetickou nefropatii však nebyl nikdy zkoumán. Tato studie měla zjistit, zda netoxický isoliquiritigenin inhibuje mezangiální fibrózu vyvolanou vysokou glukózou (HG) zpomalením tvorby kolagenu typu IV a CTGF v lidských mezangiálních buňkách (HRMC). Sérum vyhladovělé buňky byly kultivovány v médiu obsahujícím 5,5 mM glukózy plus 27,5 mM mannitolu jako osmotické kontroly nebo 33 mM glukózy po dobu 3 dnů s 1–20 μM isoliquiritigeninem a bez něj. Expozice buněk HG způsobila výrazné zvýšení sekrece kolagenu a exprese CTGF, což bylo isoliquiritigeninem na transkripčních úrovních v závislosti na dávce zvráceno. Kromě toho isoliquiritigenin zvýšil expresi HG-olověného typu matrixové metaloproteinázy-1 (MT-1 MMP) a tlumil HG-zvýšený tkáňový inhibitor exprese MMP-2 (TIMP-2), což usnadňuje degradaci mezangiální matrice. Isoliquiritigenin inhiboval expresi CTGF a TIMP-2 regulovanou HG prostřednictvím rušivé signalizace TGF-β1 v HRMC, jak dokazuje inhibitor TGF-β receptor I kinázy (TGF-β RI). HG-aktivovaný SMAD2 prostřednictvím autokrinní signalizace TGF-β byl zrušen pomocí> 10 uM isoliquiritigeninu. HG indukovala SMAD4 expresi HRMC a vymazala antagonistický SMAD7, zatímco isoliquiritigenin potlačil indukci TGF-β RII a TGF-β RI s otupením jejich downstream SMAD signalizace. Výsledky ukazují, že bioaktivní isoliquiritigenin v lékořici snížil akumulaci mezangiální matrice v reakci na okolní HG zpomalením signální transdukce TGF-β1-SMAD. Isoliquiritigenin proto může být potenciálním terapeutickým činidlem pro prevenci a léčbu mezangiální fibrózy a glomerulosklerózy vedoucí k diabetické nefropatii v důsledku dlouhodobého diabetes mellitus.

In vitro střevní absorpce karotenoidů dodávaných jako komplexy molekulární inkluze s β-cyklodextrinem není inhibována lipoproteiny s vysokou hustotou
  • Elisabet Fernández-García,
  • Irene Carvajal-Lérida,
  • Francisco Rincón,
  • José J. Ríos a
  • Antonio Pérez-Gálvez*

Tato studie analyzovala účinnost asimilace karotenoidů, když jsou dodávány jako inkluzní komplexy s β-cyklodextrinem (CyDIC) ve vodě. Použitým asimilačním modelem in vitro byl systém vesikul s membránou kartáčového okraje (BBMV), ve kterém byly BBMV inkubovány s CyDIC. Jako reference byly použity suspenze karotenoidů v Tween. Bez ohledu na formu, ve které byly karotenoidy dodávány do přípravku BBMV, byla u karotenů pozorována vyšší účinnost asimilace než u xanthophyll luteinu. Při nejvyšší koncentraci roztoku dárce dodávka karotenoidů v CyDIC způsobila významné zvýšení asimilace karotenoidů ve srovnání s odpovídajícími suspenzí karotenoidů v Tweenu. Asimilační proces pomocí CyDIC probíhá pomocí disociačního procesu, při kterém se karotenoidy uvolňují z p-cyklodextrinu, aby se později asimilovaly. Při nejvyšší koncentraci CyDIC v dárcovském roztoku se disociační rovnováha posune směrem k volným formám komplexu, čímž se zvýší množství karotenoidů dostupných pro asimilaci. V dalším souboru experimentů byl analyzován účinek lipoproteinů s vysokou hustotou jako inhibitorů aktivity pro receptory zapojené do asimilace karotenoidů. V karotenoidových suspenzích v Tween s inhibitorem byl pozorován významný pokles porovnávaného asimilovaného množství s hodnotami dosaženými bez inhibitoru. Lutein představoval nejvýznamnější pokles (70%). Skutečnost, že nebylo dosaženo úplné inhibice, naznačuje, že k procesu asimilace přispívá jak jednoduchá, tak usnadněná difúze. Když byl přidán dárcovský roztok složený z CyDIC a inhibitoru, bylo pozorováno významné zvýšení asimilace beta-karotenu a lykopenu pro všechny koncentrace a luteinu pro nejvyšší koncentraci. Tento účinek je způsoben výměnou mezi lipoproteinovými lipidovými složkami a CyDIC, který podporuje procesy disociace a uvolňování karotenoidu, který je poté k dispozici pro asimilaci.

Toxikologie v zemědělství a potravinách
Trávení proteinů Cry1Ab in vitro a analýza vlivu na jejich imunoreaktivitu
  • Valeria Guimaraes,
  • Marie-Françoise Drumare,
  • Didier Lereclus,
  • Michel Gohar,
  • Patricia Lamourette,
  • Marie-Claire Neversová,
  • Marie-Lisa Vaisanen-Tunkelrott,
  • Hervé Bernard,
  • Blanche Guillonová,
  • Christophe Créminon,
  • Jean-Michel Wal a
  • Pacientka Karine Adel*

Test odolnosti proti pepsinu provedený při pH 1,2 a s vysokým poměrem pepsinu k proteinu je jedním z kroků přístupu založeného na průkaznosti důkazů, který se používá k hodnocení alergenicity nových proteinů. Využití jiných testů stravitelnosti in vitro prováděných za fyziologicky relevantnějších podmínek a v kombinaci s imunologickými testy za účelem zvýšení hodnoty informací získaných ze studií stability nového proteinu vůči trávení pro celkové posouzení alergenicity, bylo navrženo. Tato studie se poté zaměřila na zkoumání stability protoxinu a toxinu Cry1Ab na štěpení, insekticidních proteinů exprimovaných v geneticky modifikovaných plodinách, pomocí simulované žaludeční tekutiny (SGF) při různých hodnotách pH a poměrech pepsinu k substrátu za přítomnosti nebo nepřítomnosti fyziologických povrchově aktivní látka fosfatidylcholin (PC). Byla analyzována elektroforéza a imunoblotové vzorce a zbytková imunoreaktivita tráveniny. Ačkoli je protoxin Cry1Ab značně degradován při pH 1,2 s vysokým poměrem pepsinu k proteinu, při pH 2,0 je degradován jen mírně a zachovává si imunoreaktivitu. Kromě toho se ukázalo, že proteiny Cry1Ab jsou stabilní ve fyziologicky relevantnějším testu stravitelnosti in vitro (pH 2,5, poměr pepsinu k substrátu 1:20 (hmotnost/hmotnost) s PC). Faktory, jako je pH, složení SGF a poměr pepsinu k substrátu, pak značně ovlivňují štěpení proteinů Cry1Ab, což potvrzuje, že ke studiu vztahu mezi odolností proteinu vůči trávení a jeho alergenicita.

Vliv rozpuštěných organických látek na dostupnost a ekotoxicitu napropamidu v řepce (Brassica napus)

Napropamid je herbicid široce používaný k hubení jednoletých plevelů. Podstatné používání napropamidu v posledních letech vedlo k jeho bioakumulaci v ekosystémech a tím ke kontaminaci plodin. Mezitím se aplikace rozpuštěných organických látek (DOM) na půdy ve formě kompostu, kalu nebo rostlinných zbytků stala oblíbenou praxí v managementu zemědělství, který vlastní nízké náklady a recyklaci živin. Je však špatně pochopeno, zda DOM ovlivňují chování herbicidů v životním prostředí v systémech půda -rostlina. Tato studie zkoumala akumulaci napropamidu a biologické reakce ovlivněné DOM v Brassica napus. Rostliny vystavené 0 - 16 mg/kg napropamidu vykazují inhibovaný růst a oxidační poškození. Ošetření 50 mg DOC/kg DOM odvozených buď z kalu nebo slámy zlepšilo růst rostlin a snížilo akumulaci napropamidu v rostlinách. Oba DOM snížily produkci reaktivních druhů kyslíku (ROS) a aktivity antioxidačních enzymů v rostlinách vystavených napropamidu. Analýza FT-IR spekter potvrdila rozdíl mezi strukturami dvou DOM. Další důkaz poskytla fluorescenční spektra trojrozměrné excitační emisní matrice (EEM) k demonstraci komplexu DOM-napropamid vytvořeného během procesu interakce.