Published May 28, 2021 | Version v1
Publication Open

Identification and functional analysis of cadmium-binding protein in the visceral mass of Crassostrea gigas

Creators

  • 1. The University of Tokyo
  • 2. Sichuan University
  • 3. Mansoura University

Description

The Pacific oyster, Crassostrea gigas, is a traditional food worldwide. The soft body of the oyster can easily accumulate heavy metals such as cadmium (Cd). To clarify the molecular mechanism of Cd accumulation in the viscera of C. gigas, we identified Cd-binding proteins. 5,10,15,20-Tetraphenyl-21H,23H-porphinetetrasulfonic acid, disulfuric acid, tetrahydrate, and Cd-binding competition experiments using immobilized metal ion affinity chromatography revealed the binding of water-soluble high molecular weight proteins to Cd, including C. gigas protein disulfide isomerase (cgPDI). Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analyses revealed two CGHC motifs in cgPDI. The binding between Cd and rcgPDI was confirmed through a Cd-binding experiment using the TPPS method. Isothermal titration calorimetry (ITC) revealed the binding of two Cd ions to one molecule of rcgPDI. Circular dichroism (CD) spectrum and tryptophan fluorescence analyses demonstrated that the rcgPDI bound to Cd. The binding markedly changed the two-dimensional or three-dimensional structures. The activity of rcgPDI measured by a PDI Activity Assay Kit was more affected by the addition of Cd than by human PDI. Immunological analyses indicated that C. gigas contained cgPDI at a concentration of 1.0 nmol/g (viscera wet weight). The combination of ITC and quantification results revealed that Cd-binding to cgPDI accounted for 20% of the total bound Cd in the visceral mass. The findings provide new insights into the defense mechanisms of invertebrates against Cd.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

محار المحيط الهادئ، Crassostrea gigas، هو طعام تقليدي في جميع أنحاء العالم. يمكن للجسم الناعم للمحار أن يتراكم بسهولة المعادن الثقيلة مثل الكادميوم (Cd). لتوضيح الآلية الجزيئية لتراكم القرص المضغوط في أحشاء C. gigas، حددنا بروتينات ربط القرص المضغوط. 5،10،15،20 - Tetraphenyl -21H، 23H - porphinetetrasulfonic acid، disulfuric acid، tetrahydrate، and Cd - binding competition experiments using immobilized metal ion affinity chromatography revealed the binding of water - solubable high molecular weight proteins to Cd, including C. gigas protein disulfide isomerase (cgPDI). كشفت تحليلات الكروماتوغرافيا السائلة - قياس الطيف الكتلي الترادفي (LC - MS/MS) عن اثنين من زخارف CGHC في cgPDI. تم تأكيد الارتباط بين القرص المضغوط و rcgPDI من خلال تجربة ربط القرص المضغوط باستخدام طريقة TPPS. كشف قياس السعرات الحرارية للمعايرة المتساوية (ITC) عن ارتباط أيونين مضغوطين بجزيء واحد من rcgPDI. أظهر الطيف ثنائي اللون الدائري (CD) وتحليلات مضان التريبتوفان أن rcgPDI مرتبط بـ Cd. غيّر الربط بشكل ملحوظ البنى ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد. تأثر نشاط rcgPDI الذي تم قياسه بواسطة مجموعة اختبار نشاط PDI بإضافة القرص المضغوط أكثر من تأثره بـ PDI البشري. أشارت التحليلات المناعية إلى أن C. gigas تحتوي على cgPDI بتركيز 1.0 نانومول/جم (الوزن الرطب للأحشاء). كشف الجمع بين نتائج مركز التجارة الدولية والقياس الكمي أن ربط القرص المضغوط بـ cgPDI يمثل 20 ٪ من إجمالي القرص المضغوط المرتبط في الكتلة الحشوية. تقدم النتائج رؤى جديدة حول آليات الدفاع عن اللافقاريات ضد القرص المضغوط.

Translated Description (French)

L'huître du Pacifique, Crassostrea gigas, est un aliment traditionnel dans le monde entier. Le corps mou de l'huître peut facilement accumuler des métaux lourds tels que le cadmium (Cd). Pour clarifier le mécanisme moléculaire de l'accumulation de Cd dans les viscères de C. gigas, nous avons identifié des protéines liant le Cd. 5,10,15,20-Tetraphenyl-21H,23H-porphinetetrasulfonic acid, disulfuric acid, tetrahydrate, and Cd-binding competition experiments using immobilized metal ion affinity chromatography revealed the binding of water-soluble high molecular weight proteins to Cd, including C. gigas protein disulfide isomerase (cgPDI). Les analyses par chromatographie liquide et spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) ont révélé deux motifs CGHC dans la cgPDI. La liaison entre le Cd et le rcgPDI a été confirmée par une expérience de liaison au Cd utilisant la méthode TPPS. La calorimétrie de titration isotherme (ITC) a révélé la liaison de deux ions Cd à une molécule de rcgPDI. Le spectre de dichroïsme circulaire (CD) et les analyses de fluorescence du tryptophane ont démontré que le rcgPDI se liait au Cd. La liaison a considérablement modifié les structures bidimensionnelles ou tridimensionnelles. L'activité de la rcgPDI mesurée par un kit de test d'activité PDI a été plus affectée par l'ajout de Cd que par la PDI humaine. Les analyses immunologiques ont indiqué que C. gigas contenait du cgPDI à une concentration de 1,0 nmol/g (poids humide des viscères). La combinaison des résultats de l'ITC et de la quantification a révélé que la liaison du Cd au cgPDI représentait 20% du Cd total lié dans la masse viscérale. Les résultats fournissent de nouvelles informations sur les mécanismes de défense des invertébrés contre le Cd.

Translated Description (Spanish)

La ostra del Pacífico, Crassostrea gigas, es un alimento tradicional en todo el mundo. El cuerpo blando de la ostra puede acumular fácilmente metales pesados como el cadmio (Cd). Para aclarar el mecanismo molecular de la acumulación de Cd en las vísceras de C. gigas, identificamos proteínas de unión a Cd. Los experimentos de competencia de ácido 5,10,15,20-tetrafenil-21H ,23H-porfinetetrasulfónico, ácido disulfúrico, tetrahidrato y unión a Cd utilizando cromatografía de afinidad de iones metálicos inmovilizados revelaron la unión de proteínas de alto peso molecular solubles en agua a Cd, incluida la proteína disulfuro isomerasa de C. gigas (cgPDI). Los análisis de cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) revelaron dos motivos CGHC en cgPDI. La unión entre Cd y rcgPDI se confirmó a través de un experimento de unión a Cd utilizando el método TPPS. La calorimetría de titulación isotérmica (ITC) reveló la unión de dos iones Cd a una molécula de rcgPDI. El espectro de dicroísmo circular (CD) y los análisis de fluorescencia de triptófano demostraron que el rcgPDI se unía a Cd. La unión cambió notablemente las estructuras bidimensionales o tridimensionales. La actividad de rcgPDI medida por un kit de ensayo de actividad de PDI se vio más afectada por la adición de Cd que por PDI humano. Los análisis inmunológicos indicaron que C. gigas contenía cgPDI a una concentración de 1.0 nmol/g (peso húmedo de las vísceras). La combinación de los resultados de ITC y cuantificación reveló que la unión de Cd a cgPDI representaba el 20% del Cd unido total en la masa visceral. Los hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre los mecanismos de defensa de los invertebrados contra Cd.

Files

s41598-021-90882-4.pdf.pdf

Files (2.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b08f6fdea4358ccd4d4109f093fe9715
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحديد والتحليل الوظيفي لبروتين ربط الكادميوم في الكتلة الحشوية لكراسوستريا جيجاس
Translated title (French)
Identification et analyse fonctionnelle de la protéine de liaison au cadmium dans la masse viscérale de Crassostrea gigas
Translated title (Spanish)
Identificación y análisis funcional de la proteína de unión al cadmio en la masa visceral de Crassostrea gigas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3164212241
DOI
10.1038/s41598-021-90882-4

Is supplement to
https://openalex.org/W338806160 (Other)
https://openalex.org/W2618600520 (Other)
https://openalex.org/W2343454485 (Other)
https://openalex.org/W2107707071 (Other)
https://openalex.org/W2102221266 (Other)
https://openalex.org/W2093318071 (Other)
https://openalex.org/W2074586757 (Other)
https://openalex.org/W2059667255 (Other)
https://openalex.org/W1997418417 (Other)
https://openalex.org/W1978120352 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1971068216
  • https://openalex.org/W1974516883
  • https://openalex.org/W1986009603
  • https://openalex.org/W2011345827
  • https://openalex.org/W2013948741
  • https://openalex.org/W2016597855
  • https://openalex.org/W2020857138
  • https://openalex.org/W2026345779
  • https://openalex.org/W2035336798
  • https://openalex.org/W2039374380
  • https://openalex.org/W2042200298
  • https://openalex.org/W2051440315
  • https://openalex.org/W2061173535
  • https://openalex.org/W2064103695
  • https://openalex.org/W2066330235
  • https://openalex.org/W2074905365
  • https://openalex.org/W2079642606
  • https://openalex.org/W2081201480
  • https://openalex.org/W2081745487
  • https://openalex.org/W2085815866
  • https://openalex.org/W2089370825
  • https://openalex.org/W2091742131
  • https://openalex.org/W2093684823
  • https://openalex.org/W2098297514
  • https://openalex.org/W2108791511
  • https://openalex.org/W2116762882
  • https://openalex.org/W2124408765
  • https://openalex.org/W2127650235
  • https://openalex.org/W2132459944
  • https://openalex.org/W2148060715
  • https://openalex.org/W2165389059
  • https://openalex.org/W2165766524
  • https://openalex.org/W2166868407
  • https://openalex.org/W2203069369
  • https://openalex.org/W2395579808
  • https://openalex.org/W2587633065
  • https://openalex.org/W2765712799
  • https://openalex.org/W2808618567
  • https://openalex.org/W2861380211
  • https://openalex.org/W2997076357
  • https://openalex.org/W3006093829
  • https://openalex.org/W4250221563
  • https://openalex.org/W4253576098