تحفيز أنزيمات إزالة سمية الزئبق

سمية الزئبق يمكن التميز بين السلالات المقاومة للزئبق والسلالات غير المقاومة للزئبق من خلال كون السلالات الحساسة لا تملك القدرة على إنتاج أي من الإنزيمات المسؤولة عن إزالة سمية مركبات الزئبق. وذلك لأن إزالة سميه مركبات الزئبق العضوية بإجماع ينتج عنه تطاير للزئبق المعدني من بينة النمو. في كل السلالات البكتريا E.coliو P. aeruginasaالمقاومة للزئبق والتي تم تحفيزها فإن معدلات الزئبق غيرا العضوي  Hg+2.وهذا يمثل أحد الفروق في كفاءة التحفيز لدى كل من المواد العضوية وغير العضوية للزئبق.

بالرغم من أنه يبدو أن آلية إزالة التسمم تكون متماثلة إلاّ أنّه في مجال المواد المحفزة يتباين من سلالة لأخرى ومن مادة لأخرى، وبعض المركبات التي تحفز نظام إزالة السمية تكون ولا تمثل مواد تفاعل لنظام إزالة السمية. تنتشر مثل هذه المحفزات المجانية بشكل واسع في كل السلالات المقاومة التي تم دراستها حتى الآن. هذا التحفيز المشترك يتقاطع مع حالة الزئبق حيث أن التحفيز بالزئبق  Hg+2 أو الزئبق العضوي غالبا يعطي خاصية المقاومة والتطاير لكل المركبات التي تستطيع السلالة مقاومتها.

 

 

 

 

1.4.2 التحفيز المتناسق لنشاط كل من Oyanomercurial lyase  وMercuric reductase

يبدو أن الأنزيمات الداخلة في عملية إزالة سمية الزئبق أو مركبات الزئبق العضوية تكون منفصلة. يقوم إنزيم organomercurial lyaseبتفكيك مركبات الزئبق العضوي مثل PMA لإنتاج البنزين و+ Hg2والذي يكون متبوعا باختزال + Hg2إلى Hg0بواسطة أنزيم mercuric reductase مسألة التحفيز المتناسق لنشاط كل من الأنزيمين ثم محاولة الإجابة عنها في دراسات أجريت على (1977 ، وآخرونWeiss )Pseudomonas sp وS.aureus سلالات كل من التحفيز المتناسق لهذا النشاط يدل على المراقبة المشتركة للتنظيم الجيني المكون للأوبيرون. كل يمكن أنmercuric reductase وorganomercurial lyase كل من أنزيمي الدراسات ترى أن يتم استنساخهما من مناطق operotor-promotorمنفصلة ولكن يمكن أن تتقاطع تحت بعض الظروف ولكن ليس دائما في تناسق بينهما. عموما فإن الدراسات تشير إلى أن نشاط أنزيم lyase هو المرحلة أو العتبة المحددة في عملية إزالة سمية مركبات الزئبق العضوية. ولعل هذا يبين لماذا يبدوا التطاير الزئبق كبيرا في حالة الزئبق غير العضوي + Hg2مقارنة عته في حالة مركبات الزئبق العضوية وكذا لماذا تفاوت فعالية المركبات فيما بينها في عملية تحفيز تنشيط عملية تطاير الزئبق.

5.2 قابلية تحريك جينات مقاومة الزئبق

إن جينات مقاومة الزئبق كغيرها من جينات المقاومة تكون محمولة على بلازميدات وعادة تطهر على صورة جينات متحركة  (transposons) وهذه العناصر المتحركة عبارة عن تتابع DNA نوعي يمكن أن يندمج تقريبا بصورة عشوائية ضمن تتابع DNA آخر في غياب الخلية العائلة التي تتوسط وظائف إعادة الإدماج. يعتقد أن، هذه العناصر لعبت دورا في عملية التطور(1981 ،Kleckner) . لقد تم تعريف العديد من هذه العناصر المتحركة وتحديد خصائصها ويعتقد أنها واسعة الانتشار في الطبيعة.إن الجينات المتولدة عن البلازميد والمقاومة لبعض المضادات الحيوية يبدو أنها توجد على transposanواحد مفرد أو قد تكون بتناسق. هذه العناصر لها القدرة على التحرك من بلازميد إلى بلازميد آخر أو من بلازميد إلى كروموزرم حاملة الجينات المقاومة للمضادات الحيوية وكذا تقوم مجموعة من الوظائف التي تشمل كل من اندماج جزيئات الـ DNAغير المرتبطة ، ،deletion excision ،inversionوكذلك إشارات بداية أو إيقاف عملية الاستنساخ (1981 ،Kleckner) . لقد تم وصف العديد من هذه الـ transpsonsالمرافقة لاكتساب صفة مقاومة الزئبق. فلقد أمكن تحديد خصائص إن العنصر المتحرك Tn501 المرافق لمقاومة الزئبق.

 

 

 

 

تم وصف Tn501على أنه قطعة منفصلة من الـ DNAوزنها ،5.2 Mdalيستطيع هذا الـ Tn 501أن ينتقل إلى العديد من البلازميدات البكترية. قد يوجد Tn 501ضمن الكروموزومات كما لوحظ ذلك في حالة .E. coliحيث يكون ثابتا ولا يحتوي على طفرات .auxotrophic تتابع النهاية الطرفية لهذا العنصر تكون معكوسة وتتكون من تكرار قطعة نيوكليوتيدية طولها 38 زوج من القواعد، كما لوحظ أن Tn 501يكون مجنح بتكرار مباشر لـ 5 أزواج من القواعد يعتقد أنها تتولد في الـ DNAالمستقبل أثناء الاندماج. أما في بكتريا Pseudmonasفإن المحدد لمقاومة الزئبق جين متحرك يطلق عليه أسم Tn1861وزن .5.2 Mdalوقد وصف بأنه عنصر يستطيع أن يتحرك من كروموزوم P. putidaإلى البلازميدات ومنها إلى كروموزوم E. coliثم يمكن أن يعود ثانية إلى بلازميدات أخرى.

1.5.2البنية الجينية لمحددات mer

أكثر المحددات دراسة هو Tn 501والذي عزل أول مرة من بكترياPseudomonas ،aeruginosaوهو يحتوي على بنية الجينات الخاصة بأنزيم (mer A) mercuic reductase والبروتينات الناقلة mer Tو mer Pالمحاطين بكل من mer Rو mer Dاللذان يدخلان في تنظيم التعبير للجينات البشرية المستجيبة لأملاح الزئبق. وهذه الجينات تكون على الترتيب ، mer RTPADوالجين mer Rيعبر بطريقة منفصلة ومختلفة عن mer TPADويقوم بتنظيم الـ . بينها promotor حديثا تم تعريف جين mer Eويكون بعيدا عن الـ mer dواقترح بأنه يلعب دورا في عملية النقل لكن تنقص الدلائل التجريبية على ذلك. إن mer Rهو أكثر المنظمات دراسة في مدى استجابتها
للتحفيز بالعوامل البيئية وتنشيط التعبير الجيني. إن الـ mer Rبالرغم من كونه في البداية منشطا في وجود  Hg+2 فإنّه يسبب بعض الكبح التعبير جينات merفي غياب أملاح الزئبق. ويقوم ذاتيا بتنظيم بنائها. بعض محدد merفي البكتريا موحبة الجرام تحتوي على جينات إضافية. فمثلا الـ tn21 mer operonالموجود على البلازميد R 100يكون صغيرا جدا بالمقارنة مع Tn 501 ولكنه يحتوي على جين mer Cوبالتالي تكون بنية الأوبرون هي .mer RTPCADEإن المحدد في البلازميد pMER 327/419يحتوي على جين mer Fوفي موضع من كل للـ mer Cالذي يوجد في Blaghen) Tn 502وآخرون، .(1983المحددات الموجودة في البكتريا ذات المجال الواسع
من المقاومة مثل pDU 1258تحتوي على جين إضافي بشفر لإنزيم .organomercurial lyase

 

 

 

 

 

2.5.2 الأوبيرون mer

تم دراسة كل الجينات المشفرة لمقاومة الزئبق والتي تقع على البلازميد r 100حيث لوحظ أن مقاومة الزئبق يتحكم فيها مجموعة الجينات المشفرة للمواد التاليةا: .Mercuric reductase : إنزيمMer A organomercuial lyase : إنزيمMer B :Mer Cبروتين يعتقد أنه يساهمم في وظيفة امتصاص الـ +.Hg2 :Mer Tبروتين يعتقد أنه يساهمم في وظيفة امتصاص الـ +.Hg2 :Mer Rالجين الذي يشفر للبروتينات المنظمة المسؤولة عن تحفيز هذا النظام.