Lipopolysacharidy cyanobakterií - preparace a hodnocení toxicity

Bc. Kateřina Prašničková

Master's thesis

Abstract:

Eutrofizace vodních nádrží a s ní spojený masový rozvoj sinic (cyanobakterií) má negativní dopad na stav vodních ekosystémů i zdraví člověka. Velkým rizikem je především produkce sinicových toxinů (cyanotoxinů). Pojem cyanotoxiny shrnuje poměrně rozsáhlou skupinu chemicky i toxikologicky odlišných látek. Řada toxinů (hepatotoxiny - microcystin, neurotoxiny) je již velmi dobře prostudována, v posledních letech se ale ukazuje, že velký podíl na celkové toxicitě biomasy sinic mohou mít i její další složky, například lipopolysacharidy (LPS).Předložená diplomová práce shrnuje známé informace o struktuře a aktivitě lipopolysacharidů sinic, metodách jejich izolace a purifikace a stanovení jejich endotoxinové aktivity. Praktická část je zaměřena na izolaci a purifikaci LPS z cyanobakterií a posouzení jejich toxických účinků ve srovnání s LPS jiných gramnegativních bakterií. K experimentální izolaci LPS byly použity biomasy vodních květů sinic získané z prostředí i laboratorní kultury odpovídajících druhů. K izolaci byla použita metoda HPW, extrahovaný LPS byl enzymaticky purifikován. Obsah LPS se pohyboval v rozmezí 1 - 1,1 g/mg sušiny. Toxicita extrahovaných a purifikovaných LPS byla vyhodnocena pomocí specifické analýzy (Limulus test) a porovnána s aktivitou bakteriálních LPS. Endotoxinová aktivita extraktů se pohybovala v rozmezí 61 - 14 322 EU/mg biomasy.

Abstract:

Eutrophization of water dams and the following masive growth of cyanobacteria has a negative impact on water ecosystems and human health. Especially, production of cyanobacterial toxins (cyanotoxins) present the big health hazard. Cyanotoxins are represented by the series of biologically and structurally diverse substances. Some of them (hepatotoxins, neurotoxins) have been studied for a long time and are described in details. However, as it turned out during last years, there are some other substances which can participate in the total toxicity of cyanobacteria, e.g. lipopolysaccharides (LPS). This work gives an overview of their structure and toxicity, isolation and purification methods and activity tests. The aim of this study was to isolate and purify cyanobacterial lipopolysaccharides from water blooms as well from reference cultivated strains. The HPW izolation method was used and the extracts were purified enzymatically. The LPS concentrations in biomass ranged from 1 - 11,1 g/mg DW. The activity of purified extracts was measured by using specific analysis (Limulus amoebocyte lysate test) and compared with bacterial LPS activity. The endotoxin activity of cyanobacterial extracts ranged from 61 - 14 322 EU/mg DW.

Keywords

Klíčová slova, cyanobakterie, lipopolysacharidy, endotoxin, Limulus amoebocyte lysate Keywords, cyanobacteria, lipopolysaccharide, Limulus amobeocyte lysate

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2006

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2006
• Supervisor: prof. RNDr. Luděk Bláha, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / General Biology