Gonca OZAN, Fatih DEMİR, Penbe Sema OZAN TEMİZER

Ratlara uygulanan kurşun asetatın karaciğer arginazına etkisi ve enzimin bazı kinetik özellikleri

Kentlerde bulunan endüstriyel artı klar ve motorlu araç egsozları ndan yayı lan kurş un (Pb) çe ş itlisa ğ l ı k problemlerine yol açmaktad ı r. Kent ya ş am ı nda ve kurş un kullan ı lan endüstri dalları ndakurş una maruziyet sonucu akut veya kronik zehirlenmeleri görülmektedir. Üre siklusunun sonbasama ğ ı n ı katalize eden arginaz arginini ornitin ve üreye hidrolize eden bir enzimdir. Arginazaktivitesinin en yüksek oldu ğ u organ karaci ğerdir ve arginaz, memeli karaci ğ erinde amonya ğ ı ndetoksifikasyonundan da sorumlu bir enzimdir. Bu çal ı ş mada; kurş un asetatı n rat karaci ğ er dokuarginazı üzerine olan etkisi ve enzimin baz ı kinetik özellikleri ara ş tı rı lmas ı amaçlanm ı ş tı r. Buamaçla, 8 haftal ı k 250±20 g a ğ ı rl ı ğ ı nda, 28 adet erkek Wistar cinsi rat dört gruba ayrı ld ı . Grup-I;kontrol grubu, Grup-II; 25 mg/kg kurş un asetat uygulanan grup, Grup-III; 50 mg/kg kurş un asetatuygulanan grup, Grup-IV; 75 mg/kg kurş un asetat uygulanan grup. Kurş un asetat Grup II, III,IVdeki ratlara 1 mL serum fizyoloji içinde 7 gün boyunca sabah ak ş am intraperitonal (i.p) olarakuyguland ı . Deney sonunda tüm gruplardaki ratlar anestezi altı nda dekapite edildi, karaci ğ erdokuları al ı nd ı ve spektrofotometrik yöntemlerle arginaz aktiviteleri ve enzimin bazı kinetiközellikleri çal ı ş ı ld ı . Kontrol ve kurş un asetat içeren denek grupları nda karaci ğ er doku arginazı içinpreinkübasyon ı s ı s ı 65°C, preinkübasyon zaman ı 20 dakika, inkübasyon zaman ı 18 dakika veoptimum pH: 10 olarak saptand ı . Enzimin en yüksek aktiviteyi 3 mM MnCl 2 konsantrasyonundaverdi ğ i belirlendi. Arginaz enziminin aktivasyonu için Mn +2 iyonları n ı n ve 65°Cde preinkübasyonungerekli oldu ğ u tespit edildi. 50mg/kg kurş un asetat içeren rat karaci ğ er doku arginazı n ı n L-argininekarş ı olan Kminin 8.5 mM, kontrol grubunun ise 11.5 mM civarı nda oldu ğ u bulundu ğ u ve Pbvarl ı ğ ı nda Km ve Vmax ı n azald ı ğ ı gözlendi ve meydana gelen inhibisyonununun kompetatif oldu ğ usaptand ı . Ayrı ca uygulanan kurş un miktarı arttı kça arginaz aktivitesinin azald ı ğ ı tespit edildi.

Effects of lead-acetate on liver arginase and some kinetic properties of the enzyme in rat

The lead spreading from the industrial wastes and exhaust of the motor vehicles causes varioushealth problems. The occurance of chronic and acute poisioning is observed as a consequence oflead exposure in industrial branches in urban life. Arginase which is thelast enzyme of the ureacycle is responsible for the detoxification of ammonia in mammals by hydrolysing arginine toornithine and urea. Also the liver is the organ which has the highest arginase activity. The aim ofthis study was to find out some kinetic properties of rat liver arginase applied lead acetate. In thisstudy, 28 Wistar albino male rats were used with the weight of 250±20 grams and approximately 8weeks old, and divided 4 groups; Group-I: Control group,1 mL physiological-saline-solution/i.p,Group-II: Lead-acetate 25 mg/kg-i.p, Group-III: Lead-acetate 50 mg/kg-i.p, Group-IV: Lead-acetate75 mg/kg ip. The lead-acetate was added into 1 mL physiological saline solution within 7 days, itwas applied twice a day (morning-eveninig) intraperitoneally. At the end of the experiment, the ratsin all groups were sacrificed by using the anesthesia and liver tissues were taken. Thepreincubation temperature for rat liver tissues was determined at 65°C and the preincubation timeat 20 minutes, incubation time at 18 minutes and optimum pH at 10. It was observed that theenzyme showed the highest activity of 3 mM MnCI 2 concentration. As a result, it was determinedthat Mn +2ions and preincubation at 65°C is required for the activation of the enzyme. It wasobserved that Km of the rat liver which was opposite to L-arginine of tissue arginase including lead- acetate 50 mg/kg-i.p was aproximately 8.5 mM and control group was a proximately 11.5 mM. As aresult, it was observed that decreasing Km and Vmax in the presence of Pb caused uncompetitiveinhibition. Besides it was determined that when the amount of lead-acetate increased the arginaseactivity decreased.

PDF

___

1. Altı nc ı Be ş Yı ll ı k Kalk ı nma Plan ı Demir Dı ş ı Metaller Özel İhtisas Komisyonu. Kurş un. Çinko, Kurş un ve Kadmiyum Raporu. TC Ba ş bakanl ı k Devlet Planlama Te ş kilatı Yay ı n No: DPT: 2318-Ö İK: 419, Ankara: 1992, 39-40.
2. World Health Organisation (WHO). Environmental Health Criteria 165-Inorganic Lead. Geneva, 1995.
3. Hayes E, McElvaine MD, Orbach HG, et al. Long-term trends in blood lead levels among children in Chicago: Relationship to air lead levels. Pediatrics 1994; 93: 195- 200.
4. Dündar Y, Aslan R. Effects of lead as a life surrounding heavy metal. The Medical Journal of Kocatepe 2005, 6: 1- 5.
5. American Academy of Pediatrics. Committee on Environmental Health. Screening for elevated blood lead levels. Pediatrics 1998; 101: 1072-1076.
6. Balisteri WF, Rej R. Liver function. In: Burtis A, Ashwood ER. (Editors). Tietz Textbook of Clinical Chemistry. 2nd Edition, Philadelphia: W.B. Saunders Company, 1994; 1449-1509.
7. Rodvell VW. Harper' ı n Biyokimyas ı . Dikmen N (Çeviren). İstanbul: Nobel, 2004.
8. Jackson MJ, Beaudet AL, O'Brien WE. Mammalian urea cycle enzymes. Ann Rev Genet 1986; 20: 431-464.
9. Nakamura H, Saheki T, Nakagawa S. Differantial cellular localization of enzymes of L-arginin metabolism in therat. Brain Res 1990; 530: 108-112.
10. Spector EB, Rice SCH, Moedjono S, Bernard B, Cederbaum SD. Biochemical properties of arginase in human adult and fetal tissues. Biochem Med 1982; 28: 165-175.
11. Colombo J, Konarska L. Arginase. In: Bergmeyer HV. (Editor). Medhods of Enzymatic Analysis. 3rd Edition, Weinheim: Verlag Chemie GmbH, 1984; 285-294.
12. Cederbaum SD, Yu H, Grody WW, et al. Arginase I and II: Do their function soverlap. Mol Genet Metab 2004; 81: 38- 44.
13. Lowry OH, Rosenbrough NJ, Farr AL, et al. Protein measurements with the Folin Phenol Reagent. J Biol Chem 1951; 193: 265-275.
14. Gürsu FM. Çe ş itli Türlerin Humor Vitreusları nda Üre ve Kaynakları n ı n Ara ş tı rı lmas ı . Doktora Tezi, Elazı ğ : F ı rat Üniversitesi, Sa ğ l ı k Bilimleri Enstitüsü,1993.
15. Konarska L, Tomaszewski L, Colombo JP, et al. Human salivary arginase and its deficiency in argininemia. J Clin Chem Clin Biochem 1985; 23, 6: 337-342.
16. Ozan S, Gülen Ş. Sı ğ ı r tükürü ğ ünde arginaz enzimi ve özelliklerinin tükrük bezleri, eritrosit ve karaci ğ er arginazları ile karş ı la ş tı rı lmas ı . Turk J Vet Anim Sci 1989; 13: 154-163.
17. Halifeo ğ lu İ. İnsan Karaci ğ er, Eritrosit ve Uterus Doku Arginazı n ı n Kinetik Özellikleri. Doktora Tezi, Elazı ğ : F ı rat Üniversitesi, Sa ğ l ı k Bilimleri Enstitüsü,1993.
18. Eri ş ir M, Ercel E, Yı lmaz S, Ozan S. Evaluation of optimal conditions from arginase activity in streptozotosin induced diabetic rats. Vet Med-Czech 2005; 50: 69-76.
19. Eri ş ir M, Ozan S. Sı ğ ı r rumen doku arginaz ı n ı n safla ş tı rı lmas ı ndan önce ve safla ş tı rı lmas ı ndan sonra baz ı özellikleri. Turk J Vet Anim Sci 1999; 23: 597-608.
20. Soler G, Mataix FJ, Ruiz-Amil M. Physico-chemical properties of Guinea Pig liver arginase. Rev Esp Fisiol 1999; 37: 37-44.
21. Benzer F, Ozan ST. Fascioliosisli koyunları n arginaz enzim aktivite düzeyleri ile karaci ğ er doku arginaz ı n ı n baz ı biyokimyasal özellikleri. FÜ Sa ğ Bil Derg 2002; 16: 217- 222.
22. Porembska Z, Grabon W, Zelazowska, et al. Nonidentity of subunits of human kidney arginase A1 and human liver arginase A5. Acta Biochemica Polonica 1993; 40: 465-470.
23. Mohammed SM, Greenberg DM. Liver Arginase I. Preperation of extracts of high potency, chemical properties, activation, inhibition and pH activity. Arch Biochem Biophys 1945; 8: 349-357.
24. Schimke RT. Adaptive characteristics of urea cycle enzymes in the Rat. J Biol Chem 1962; 237: 59-467.
25. Muszynska G, Severina LO, Lobyreva LW. Characteristics of arginase from plant, ureotelic and uricotelic organism. Acta Biochem Pol 1972;19: 109-111.
26. Eri ş ir M, Beytut E, Ozan S, Aksakal M. Effects of dietary vitamin E and selenium on arginase activity in the liver, kidney and heart of rats treated with high doses of glucocorticoid. Cell Biochem Funct 2003; 21: 331-335.
27. Caylak E, Halifeoglu İ. Sülfür içeren antioksidanları n kurş una maruz kalm ı ş ratlarda karaci ğ er, böbrek ve beyin malondialdehit ve katalaz düzeylerine antioksidan etkileri. Türkiye Klinikleri J Med Sci 2007; 27: 1-8.