Reaktivní formy kyslíku a oxidační stres u včely medonosné (Apis mellifera)

Kateřina KRÁLOVÁ

Bachelor's thesis

Reactive oxygen species and oxidative stress in honey bee (Apis mellifera)

Abstract:

Včela medonosná (Apis mellifera) je nejvýznamnější opylovatel na světě. Značný vliv na kvalitu a délku života včel mají stresové faktory, které jsou mimo jiné zodpovědné za nadměrnou tvorbu reaktivních forem kyslíku (ROS) vyvolávajících oxidační stres. Oxidační stres je popsán jako nerovnováha mezi produkcí ROS a kapacitou antioxidačního systému buňky ve prospěch tvorby ROS. Projevuje se oxidačním poškozením biomolekul, jako jsou lipidy, DNA a proteiny, což může mít pro organismus fatální dopad. V teoretické části bakalářské práce byla shrnuta tvorba ROS a charakterizován antioxidační systém živých organismů, který chrání buňky před negativními účinky ROS. Dále byla shrnuta signální role ROS v živých organismech a také byl popsán negativní účinek ROS vedoucí k oxidačnímu poškození biomolekul. Jednotlivé kapitoly byly popsány obecně u živých organismů a se zaměřením na včelu medonosnou. V poslední kapitole teoretické části byly popsány metody pro stanovení oxidačního poškození proteinů, respektive karbonylovaných proteinů, s využitím interakce s 2,4-dinitrofenylhydrazinem. V experimentální části byla provedena oxidace hovězího sérového albuminu (BSA) a byla sestavena kalibrační křivka karbonylovaného BSA. Dále byla provedena optimalizace spektrofotometrického stanovení karbonylovaných proteinů pro včelí extrakty a byla stanovena koncentrace karbonylovaných proteinů u včel ošetřených paraquatem, což je činidlo vyvolávající oxidační stres.

Abstract:

The honeybee (Apis mellifera) is the most important pollinator in the world. Stress factors have a considerable influence on the quality and life expectancy of bees, which are, among other things, responsible for the excessive formation of reactive oxygen species (ROS) causing oxidative stress. Oxidative stress is described as an imbalance between the production of ROS and the capacity of the cell's antioxidant system in favour of the formation of ROS. It is manifested by oxidative damage to biomolecules such as lipids, DNA and proteins, which can have a fatal impact on the organism. In the theoretical part of the bachelor thesis, the formation of ROS is summarised and the antioxidant system of living organisms, which protects cells from the negative effects of ROS, is characterized. Furthermore, the signal role of ROS in living organisms was summarized and the negative effect of ROS leading to oxidative damage of biomolecules was also described. Individual chapters were described in general in living organisms and with a focus on the honeybee. In the last chapter of the theoretical part, methods for determining oxidative damage of proteins, respectively carbonylated proteins, were described using interaction with 2,4-dinitrophenylhydrazine. In the experimental part, oxidation of bovine serum albumin (BSA) was performed and a calibration curve of carbonylated BSA was compiled. Furthermore, spectrophotometric determination of carbonylated proteins for bee extracts was optimized and the concentration of carbonylated proteins was determined in bees treated with paraquat, an oxidizing stress agent.

Keywords

ROS, Apis mellifera, antioxidační systém, oxidační poškození, karbonylace proteinů, spektrofotometrické stanovení, 2, 4-dinitrofenylhydrazin

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Martina Janků

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry