Microcystis aeruginosa : fuente de microcystins tóxicos en el agua potable

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Luz y flotabilidad

El efecto de la intensidad de la luz sobre la estructura fina de M. aeruginosa en condiciones de laboratorio ha sido investigado. La tasa de crecimiento óptimo para aeruginosa M. las células fue en 3 18 600 000 lux (Abelovich y Shilo, 1972). Las fases de retraso duraban aproximadamente 5 días, seguido por un período de 11 días de crecimiento exponencial. En niveles de luz en el exceso de lux 18 000 la tasa de crecimiento declinó rápidamente. Proporciones de pigmento y pigmentación visual se encontraron cambiar considerablemente en diferente luz intensidades. 3 600 Lux y baja, las culturas eran verdes para la duración del período de experimento de 28 días. En 5700 lux, culturas fueron amarillo y a lux 18 000 fueron naranja. La proporción de chla a carotenoides, trazada contra la intensidad de la luz mostró como la intensidad de la luz pigmentos carotenoides, mayor aumentaron relativo a chla. Se ha producido una reducción en relación con el envejecimiento.

Carotenoide pigmentos escudo células de alta intensidad de la luz, evitando la destrucción de chla y la oxidación de la foto de pigmentos fotosintéticos (Abelovich y Shilo, 1972). En un la calidad de la luz, es decir, 16 µmol de reciente publicación los fotones/ms en el espectro de luz roja, toxina de aumento producción de una cepa de M. aeruginosa (Kaebernick et al., 2000).

También fue encontrado en laboratorio culturas que el efecto de intensidad de la luz afecta el contenido de gasvacuole y configuración de thykaloid. El contenido de gasvacuole aumentó la intensidad de la luz como aumentada a lux 6 000, a partir de entonces disminuyendo entre 6.000 y 8.000 lux (Waaland et al., 1971), sugiriendo que las vesículas podría actuar como escudos luz además de su posible flotabilidad funciones. La ausencia de gasvacuoles en condiciones de poca luz intensidades de 400 lux apoyaron esta observación.

Flotación está regulada por una serie de mecanismos, como forma de hidratos de carbono almacenados y turgencia regulación de la presión. Los cambios de composición en el proporciones de proteína: carbohidrato durante reversiones de flotabilidad sugieren una relación compleja entre la luz y nutrientes (N:P) (Villareal y Carpenter, 2003). Se Sin embargo, parece que el Reglamento de gasvacuole la síntesis es el más importante. Esta casi única función de cianobacterias da a estos organismos una importante ventaja sobre otro fitoplancton. En las cianobacterias aguas turbulentas perder esta ventaja y a menudo esta característica se utiliza para controlar sus flores (Grobbelaar, 2002).

FACTORES QUÍMICOS

Proporciones de nitrógeno y fósforo

Ha hablado mucho de la relación entre proporciones predominantes de nitrógeno y fósforo y la composición y densidad de ensamblajes de fitoplancton eso puede ocurrir. Por lo general, mientras que determinadas categorías y precisa apoyo predicción de que División de algas que puede predominan, otras características biofísicas y atributos no deben excluirse de la ecuación. Es cada vez es más evidente que, a pesar de la nitrógeno imperante y la proporción de fósforo, el ensamblaje de fitoplancton puede modificarse significativamente a través de biomanipulation y sin cambios con el ambiente disponibilidad de nitrógeno y fósforo (Harding y Wright, 1999). En 1986, Carmichael demostró que la omisión de nitrógeno hace aproximadamente diez veces disminución de toxicidad.

Hierro y zinc

Ciertos iones metálicos como constituído + y Fe2 + significativamente rendimiento de toxina de influencia. Constituído + está involucrado en la hidrólisis de ésteres de fosfato, la replicación y la transcripción de los ácidos nucleicos y la hidratación y deshidratación de CO2 (Sunda, 1991). Todas las cianobacterias requieren Fe2 + para importantes funciones fisiológicas como la fotosíntesis, clorofila, la respiración y la asimilación de nitrógeno síntesis (Boyer et al., 1987). No está aún claro cómo Fe2 + deficiencia Modula producción microcistina, pero tiene sido señaló que como cianobacterias experiencias de hierro estrés, aparecen compensar algunos de los efectos de la pérdida de hierro por sintetizar nuevas polipéptidos (Lukač y Aegerter, 1993).

LA TOXICOLOGÍA DE MICROCYSTINS EN CIANOBACTERIAS

Las cianobacterias son capaces de producir dos tipos de la toxina, la hepatotoxin de péptido cíclico y el alcaloide neurotoxina. Enfermedades graves tales como hepatoenteritis, un Dermatitis y neumonía sintomática pueden derivarse consumo de, o contacto con agua contaminada con toxina produciendo cianobacterias (Hawkins et al., 1985; Turner et al., 1990). Las neurotoxinas incluyen anatoxin-a, un cambio bloqueante neuromuscular; anatoxin-a [s], un anti–cholinesterase; y la saxitoxina y neosaxitoxin que inhiben la conducción nerviosa por bloqueo canales de sodio (Carmicheal, 1994).

Microcystins es una familia de toxinas producidas por diferentes especies de agua dulce cianobacterias, a saber: Microcytis [pedido Chroococcales], [orden Nostocales], Anabaena y Oscillatoria [orden de Oscillatoriales]. Son la microcistina heptapeptides monocíclicos, obtenido por compuesto por D–alanine en posición 1, dos ácidos L–amino variables en las posiciones 2 y 4, Γ–linked ácido D–glutamic en la posición 6 y 3 inusual aminoácidos; Β–Linked ácido D–erythro–β–methylaspartic (MeAsp) en la posición 3; (2S, 3S, 8S, nueves) -3-amino-9 - methoxy– 2, 6, 8 trimethyl–10-phenyldeca–4, 6–dienoic ácido (Adda) en posición 5 y N–methyl dehydroalanine (MDha) en la posición 7. Hay más de 50 diferentes microcystins que difieren principalmente en los dos l amino ácidos en las posiciones 2 y 4 y metilación/desmetilación en MeAsp y MDha. El aminoácido inusual Adda es esencial para la expresión de la actividad biológica. Otros microcystins se caracteriza en gran medida por la variación en el grado de metilación; se ha encontrado aminoácido 3 Ácido D–aspartic, reemplazando el ácido β–methylaspartic y aminoácidos 7 para ser dehydroalanine, reemplazando a N– methyldehydroalanine (un y Carmichael, 1994; Trogen et al., 1996). Es la microcistina más comunes, microcystin–LR, donde están los ácidos L–amino variables leucina (L) y argenine (R). Su estructura se muestra en Figura 2 (una y Carmichael, 1994). Algunos ésteres de ácido glutámico han sido observados por aminoácidos 6 reemplazo de ácido glutámico γ vinculado, propia y N-methylserine a veces sustituye aminoácido 7. Variaciones en el río Adda subunidad (aminoácidos 5) incluyen 0-acetil-0-demethyl-Adda