Abteilung Umwelttoxikologie

GST-basierte Biotransformation in Fischen

Die frühen Lebensstadien und Zelllinien des Zebrabärblings (Englisch: zebrafish; Danio rerio) sind als alternative Modelle für Toxizitätstests zur Untersuchung bioaktiver Verbindungen etabliert, sowohl in der Umwelttoxikologie als auch in der Humantoxikologie, wobei letzteres dank ihrer hohen genetischen Homologie zum Menschen möglich ist. Um jedoch die Zuverlässigkeit der mit diesen Modellsystemen durchgeführten Toxizitätsbewertung weiter zu verbessern, muss ihre Biotransformationskapazität besser verstanden werden.

Ein wichtiger Biotransformationspfad ist der Mercaptursäure Pfad, der an der Entgiftung elektrophiler Substanzen beteiligt ist. Bei einigen Substanzen kann dieser Pfad auch zu einer Aktivierung führen. Der erste Schritt im Mercaptursäure Pfad ist die Konjugation des Elektrophils mit Glutathion (GSH), die durch Glutathion-S-Transferase (GST) Enzymen katalysiert wird. Das Konjugat wird dann in das ausscheidbare Mercapturat umgewandelt. Unsere Arbeiten an Zebrafischembryonen sowie an der embryonalen Zelllinie PAC2 haben bestätigt, dass der Mercaptursäure Pfad in beiden Modellen funktionell ist, da wir die Expression eines breiten Repertoires an zytosolischen GSTs auf Proteinebene nachweisen und die Bildung der Biotransformationsprodukte innerhalb des Mercaptursäure Pfads unter Exposition gegenüber des Modellelektrophils CDNB demonstrieren konnten (beschrieben in den Publikationen von Tierbach et al.)

Derzeit arbeitet Veysel Demir mit den PAC2-Zellen des Zebrafisches, um zu untersuchen, ob die Expression von GST-Proteinen durch die Exposition gegenüber ihren Substraten reguliert wird. Sein Ziel ist es, die Folgen der Exposition gegenüber chemischen Mischungen, die diese Substanzen enthalten, besser zu verstehen.

Publikationen

Tierbach, A.; Groh, K. J.; Schoenenberger, R.; Schirmer, K.; Suter, M. J. -F. (2020) Characterization of the mercapturic acid pathway, an important phase II biotransformation route, in a zebrafish embryo cell line, Chemical Research in Toxicology, 33(11), 2863-2871, doi:10.1021/acs.chemrestox.0c00315, Institutional Repository
Tierbach, A.; Groh, K. J.; Schoenenberger, R.; Schirmer, K.; Suter, M. J. -F. (2020) Biotransformation capacity of zebrafish (Danio rerio) early life stages: functionality of the mercapturic acid pathway, Toxicological Sciences, 176(2), 355-365, doi:10.1093/toxsci/kfaa073, Institutional Repository
Tierbach, A.; Groh, K. J.; Schönenberger, R.; Schirmer, K.; Suter, M. J. -F. (2020) LC-APCI(-)-MS determination of 1-chloro-2,4-dinitrobenzene, a model substrate for glutathione S-transferases, Journal of the American Society for Mass Spectrometry, 31, 467-472, doi:10.1021/jasms.9b00116, Institutional Repository
Tierbach, A.; Groh, K. J.; Schönenberger, R.; Schirmer, K.; Suter, M. J. -F. (2018) Glutathione S-transferase protein expression in different life stages of zebrafish (Danio rerio), Toxicological Sciences, 162(2), 702-712, doi:10.1093/toxsci/kfx293, Institutional Repository

Kontakt

Dr. Ksenia Groh Gruppenleiterin Tel. +41 58 765 5182 E-Mail senden

Team Mitglieder

Prof. Dr. Kristin Schirmer Abteilungsleiterin Tel. +41 58 765 5266 E-Mail senden
René Schönenberger Technischer Mitarbeiter Tel. +41 58 765 5105 E-Mail senden

Ehemalige Team Mitglieder

2017-2020 (A. Tierbach)
2022 (V. Demir)

Finanzierung

Eawag (2017-2020)
SNF (2022), Scholars at Risk grant to V. Demir