Resumo
O mercúrio é um metal tóxico, de distribuição ubíqua, com capacidade para bioacumulação e biomagnificação, que provoca alterações em biomoléculas importantes no metabolismo e contribui para o estabelecimento do estresse oxidativo em organismos aquáticos. Logo, o presente estudo teve por objetivo identificar e avaliar possíveis biomarcadores proteicos e/ou enzimáticos da toxicidade do mercúrio em peixes da região amazônica, por meio do estudo metaloproteômico e avaliação do estresse oxidativo. Foram utilizadas metodologias de fracionamento e identificação de proteínas por eletroforese bidimensional (2D PAGE) associada à espectrometria de massas (MS), mapeamento do mercúrio, em spots proteicos, por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GFAAS) e avaliação de marcadores de estresse oxidativo. As espécies utilizadas foram o Plagioscion squamosissimus (corvina) e Colossoma macropomum (tambaqui), coletados na área da Usina Hidrelétrica de Jirau (rio Madeira-RO), que foram selecionadas em função da abundância populacional, interesse para a pesca e posição diferente na cadeia trófica (carnívoro e onívoro, respectivamente). Os tecidos amostrados foram o hepático, renal e muscular. Os resultados obtidos demonstraram maior concentração de mercúrio total no P. squamosissimus, espécie carnívora, e padrão de distribuição deste elemento igual para ambas as espécies(fígado>rim>músculo). Há tendência para maior atividade enzimática nos tecidos hepático e renal da espécie com maior concentração de mercúrio. Somente a atividade da glutationa peroxidase no rim e da glutationa-S-transferase no fígado do P.squamosissimus foi inferior, fato que pode ser explicado pela interação do mercúrio com essas enzimas, interferindo em sua conformação e função. Os dados obtidos por MS possibilitaram a identificação dos spots proteicos associados ao mercúrio, revelando proteínas envolvidas no metabolismo energético (gliceraldeído-3-fosfato, malato e Llactato desidrogenase, enolase, creatina quinase e fosfoglicerato mutase), transporte (hemoglobinas e , proteínas de ligação a ácidos graxos e GTPases), síntese e 3 degradação de proteínas (ubiquitina e ribossomal S27a e ribosomal 40S S24)diferenciação celular (nucleosídeo difosfato quinase), regulação gênica (pterina-4--carbinolamina desidratase e histona H4), defesa imunitária (fator de aprimoramento de células natural killer), metabolismo do cálcio (parvalbumina ), adipogênese (UPF0366), metabolismo de xenobióticos e esteroidogênese (citocromo P450scc) e sistema antioxidante (glutationa peroxidase, glutationa-S-transferase, superóxido dismutase, catalase e aldeído desidrogenase). Contribuindo assim para a compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes à toxicidade ao mercúrio e fornecendo novas perspectivas sobre possíveis candidatos a biomarcadores de monitoramento ambiental.
Mercury is a toxic metal, of ubiquitous distribution, with capacity for bioaccumulation and biomagnification, that causes changes in important biomolecules in the metabolismo and contributes to the establishment of oxidative stress in aquatic organisms. Therefore, the present study aimed to identify and evaluate possible proteic and/or enzymatic biomarkers of the mercury toxicity in fish from the Amazon region, through a metalloproteomic study and evaluation of oxidative stress. Were used protein fractionation and identification me-thodologies by two-dimensional electrophoresis (2D PAGE) associated with mass spectrome-try (MS), mapping of mercury in protein spots by atomic absorption spectrometry in graphite furnace (GFAAS) and evaluation of oxidative stress markers. The species used were Plagios-cion squamosissimus (corvina) and Colossoma macropomum (tambaqui), collected in the area of the Jirau Hydroelectric Power Plant (Madeira-RO), which were selected due to the population abundance, interest for fishing and different position in the food chain (carnivo-rous and omnivorous, respectively). The tissues sampled were hepatic, renal and muscular. The results showed higher concentration of total mercury in P. squamosissimus, carnivorous species, and distribution pattern of this element equal to both species (liver> kid-ney>muscle). There is a tendency for greater enzymatic activity in the hepatic and renal tis-sues of the specie with the highest concentration of mercury. Only the activity of glutathione peroxidase in the kidney and glutathione-S-transferase in the liver of P.squamosissimus was lower, a fact that can be explained by the interaction of Mercury with these enzymes, inter-fering in their conformation and function. The data obtained by MS allowed the identification of the protein spots associated with mercury, revealing proteins involved in energy metabo-lism (glyceraldehyde-3-phosphate, malate and Llactate dehydrogenase, enolase, creatine kinase and phosphoglycerate mutase), transport ( and hemoglobins, fatty acid binding proteins and GTPases), synthesis and degradation of proteins (ubiquitin and ribosomal S27a and ribosomal 40S S24), cell differentiation (nucleoside diphosphate kinase), gene regulation (pterin-4--5 carbinolamine dehydratase and histone H4), immune defense (natural killer cell enhancement factor), calcium metabolism (-parvalbumin), adipogenesis (UPF0366), xeno-biotic metabolism and steroidogenesis (cytochrome P450scc) and antioxidante system (Glu-tathione peroxidase, glutathione-S-transferase, superoxide dismutase, catalase and al-dehyde dehydrogenase). Thus contributing to the understanding of the molecular mecha-nisms underlying mercury toxicity and providing new perspectives on potential candidates for environmental monitoring biomarkers.
Resumo
Concentrations of organic (OrgHg) and inorganic mercury (InorgHg) were assessed in different fish tissues (liver, muscle, kidney, gut and gonads) and trophic levels collected in an impacted tropical reservoir in southeastern Brazil. Organic mercury concentrations in muscle were remarkably higher in the carnivorous species Hoplias malabaricus and Oligosarcus hepsetus. The ratios of OrgHg in relation to total mercury ( percentOrgHg) in muscle also varied according to the species trophic level: 93 percent for carnivores, 84 percent for omnivores, 73 percent for algivores/planktivores and 58 percent for detritivores. The percentOrgHg in the gut tissue of carnivores (78 percent) was much higher than that found in omnivores (30 percent), possibly reflecting a process of trophic biomagnification in the reservoir. On the other hand, the InorgHg concentrations in muscle decreased with the trophic level increase, suggesting that this form of mercury did not biomagnify through the food web. Gonads contained the least total mercury, and approximately all of this mercury was represented by the organic form (83 to 98 percent). The kidney and the liver of all fish species contained less than 50 percent OrgHg. We suggest that the low percentOrgHg in the liver is related to different capacities or strategies of OrgHg detoxification by the fish.(AU)
Concentrações de mercúrio orgânico (OrgHg) e inorgânico (InorgHg) foram avaliadas em diferentes tecidos e níveis tróficos de peixes (fígado, músculo, rim, trato digestivo e gônadas) coletados em um reservatório tropical impactado, no sudeste do Brasil. Concentrações de OrgHg no músculo foram notavelmente maiores em carnívoros (Hoplias malabaricus e Oligosarcus hepsetus). As porcentagens de OrgHg em relação ao mercúrio total ( por centoOrgHg) no músculo também variaram de acordo com o nível trófico das espécies: 93 por cento para os carnívoros, 84 por cento para os onívoros, 73 por cento para os algívoros/planctívoros e 58 por cento para os peixes detritívoros. Além disso, a por centoOrgHg encontrada no trato digestivo dos peixes carnívoros (78 por cento) foi substancialmente superior a encontrada nos onívoros (30 por cento), possivelmente refletindo um processo de biomagnificação trófica no reservatório. Por outro lado, as concentrações de InorgHg no músculo diminuíram com o aumento do nível trófico, sugerindo que esta forma do mercúrio não biomagnificou ao longo da cadeia alimentar. As gônadas apresentaram as menores concentrações de mercúrio total e grande parte deste estava na forma orgânica (83 a 98 por cento). Por outro lado, rins e fígado de todas as espécies de peixes apresentaram menos que 50 por cento de OrgHg. Sugere-se que a baixa por centoOrgHg no fígado possa estar relacionada às diferentes capacidades ou estratégias de destoxificação do OrgHg nesses peixes(AU)