Доклады Академии наукДоклады Академии наукДоклады Академии наук0869-5652The Russian Academy of Sciences1789310.31857/S0869-56524891103-107General biologyОбщая биологияResearch ArticleSet of enzymatic bioassays for assessment of soil pollutionКомплексный ферментативный биотест для оценки загрязнения почвыKolosovaЕ. М.КолосоваЕ. М.
Russian Federation
OSutormin@sfu-kras.ruSutorminО. S.СуторминО. С.
Russian Federation
OSutormin@sfu-kras.ruEsimbekovaЕ. N.ЕсимбековаЕ. Н.
Russian Federation
OSutormin@sfu-kras.ruLonshakova-MukinaV. I.Лоншакова-МукинаВ. И.
Russian Federation
OSutormin@sfu-kras.ruKratasyukV. А.КратасюкВ. А.
Russian Federation
OSutormin@sfu-kras.ruSiberian Federal University"Сибирский федеральный университет"Institute of Biophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут биофизики Сибирского отделения Российской академии наук1011201948911031072511201925112019Copyright ©; 2019, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2019, Российская академия наук2019Russian academy of sciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-5652/article/view/17893

A concept of the comprehensive assessment of soil contamination is proposed. In this concept, the conclusion regarding the presence of toxic substances in a sample, which is being analyzed, is connected with the inhibition of enzymatic reactions that are responsible for various functions of a live organism, such as luminescence, respiration, etc., these functions are taken as test functions in classical bioassays, which are using live objects (luminous bacteria, daphnia, algae, etc.). The regularities of the impact of different classes of toxicants on the activity of individual enzymes or coupled oligo-enzyme chains have been established. These enzyme reactions are selected as potential test objects - markers of pollution. The set of enzymatic bioassays consists of three enzyme systems with maximum sensitivity to different classes of toxicants: butyrylcholinesterase, NAD(P)H:FMN‑oxidoreductase + luciferase and lactate dehydrogenase + NAD(P)H:FMN‑oxidoreductase + luciferase. The possibility of using enzymes instead of living organisms in the bioassay of natural complex systems is shown.

Предложена концепция комплексной оценки загрязнения почвы, в которой заключение о наличии токсических веществ в анализируемой пробе делают на основе ингибирования ими ферментативных реакций, отвечающих за проявление разных функций живого организма, таких как свечение, дыхание и др., принятых как тестовые функции в классическом биотестировании с использованием живых объектов (светящиеся бактерии, дафнии, водоросли и др.). Установлены закономерности воздействия разных классов токсикантов на активность отдельных ферментов или олигоферментных цепей сопряжения, выбранных в качестве потенциальных тест-объектов - маркёров загрязнения. Для комплексной ферментативной тест-системы выбраны три ферментные системы, обладающие максимальной чувствительностью к разным классам токсикантов (бутирилхолинэстераза, НАД(Ф)Н:ФМН‑оксидоредуктаза + люцифераза и лактатдегидрогеназа + НАД(Ф)Н:ФМН‑оксидоредуктаза + люцифераза). Показана возможность использования ферментативных тестов вместо живых организмов при биотестировании сложных природных сред.

bioluminescent analysisthe soiltoxicity assessmentenzymatic bioassays for toxicityenvironmental monitoringbutyrylcholinesteraseNAD(P)H:FMN oxidoreductaseluciferaselactate dehydrogenaseбиолюминесцентный анализпочваоценка токсичностиферментативные биотесты токсичностиэкологический мониторингбутирилхолинэстеразаНАД(Ф)Н:ФМН оксидоредуктазалюциферазалактатдегидрогеназаThe study was carried out with financial support of the RFBR, the Government of the Krasnoyarsk Territory, the Krasnoyarsk Regional Science Foundation within the framework of Research Projects No. 18-44-242003 and No. 18-47-240005.Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда науки в рамках научных проектов № 18-44-242003 и № 18-47-240005.Terekhova V., Gladkova M. // Eurasian Soil Sci. 2013. V. 46. P. 1203-1210.Есимбекова Е. Н. Биолюминесцентные биотесты: современное состояние и перспективы: монография / Есимбекова Е.Н., Кратасюк В. А., Немцева Е. В., Кудряшева Н. С., Медведева С. Е., Кириллова М. А. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2018. 256 с.Esimbekova E., Kratasyuk V., Shimomura O. Application of Enzyme Bioluminescence in Ecology // Biochem. Eng. Biotechnol. 2014. V. 144. P. 67-109.Сутормин О. С., Колосова Е. М., Немцева Е. В. и др. // Цитология. 2018. Т. 60. № 10. С. 826-829.Nunes B. // Rev. Environ. Contam. Toxicol. 2011. V. 212. P. 29-55.Семенов А. М., Соколов М. С. // Агрохимия. 2016. № 1. С. 3-16.Van Gestel C. A.M. // Zookeys. 2012. V. 176. P. 275-296.Bierkens J., Klein G., Corbisier P., et al. // Chemosphere. 1998. V. 37. № 14/15. P. 2935-2947.