Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Жирные кислоты морских организмов: распределение и биологическое значение

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Жирные кислоты морских организмов: распределение и биологическое значение"

ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ МОРЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН

На правах рукописи

I

СВЕТАШЕВ Василий Иванович

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ МОРСКИХ ОРГАНИЗМОВ: РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

03.00.04 Биохимия

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук

Владивосток — 1997

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук профессор Костецкий Э.Я. доктор биологических наук профессор Левачев М.М.

доктор биологических наук профессор Кусакин О.Г.

Ведущая организация:

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН

Защита состоится 25 июня 1997 года в 12 часов на заседании

диссертационного Совета Д.003.99.01 в Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, Проспект 100—летия Владивостока, 159.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в научной

библиотеке ДВО РАН по адресу: 690022 г. Владивосток, Проспект 100—летия Владивостока 159, ДБГИ

Доклад разослан 22. мая 1997 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование морских липидов (жиров) имеет давнюю историю. В первой трети нашего века эти продукты играли включительно важную роль как пищевое и техническое сырье. К этому ¡ремени относятся пионерские работы в данной области. Тогда же были начаты I структурные работы. Вероятно следует упомянуть имена исследователей, [несших принципиальный вклад в изучение морских липидов и жиров — это Voвepн и Акман.

Ллпгады морских организмов обладают рядом особенностей, которые >тличают их от липидов наземных растений и животных. Пожалуй, самое юльшое различие связано с распределением ненасыщенных ЖК1 ©3 и саб :емейств. Морские организмы содержат больше ЖК (п — 3) или соЗ семейства, лавными представителями которых являются зйкозапентаеновая и ,окозагексаеновая кислоты. Именно с этими компонентами связывают |бнаруженную более 20 лет назад высокую биологическую активность рыбьих шров против сердечно — сосудистых и ряда других заболеваний. В этой связи юль морских жиров как пищевого продукта получила новое развитие. Важность «следования морских липидов подтвердилась в связи с их профилактическим ,ействием против многих хронических заболеваний, таких как атеросклероз, :оронарная болезнь сердца и даже некоторых форм рака.

Морские ЖК являются незаменимыми компонентами пищи многих еспозвоночных и рыб и без использования <яЗ кислот в диете невозможна [арикультура этих животных.

'Используемые в работе сокращения: ГЖХ— газо — жидкостная хроматография; АК — рахидоновая кислота; ДГК— докоэагексаеновая кислота; ЖК— жирные кислоты; КХ— олоночная хроматография; МС— масс спектрометрия; НМР ЖК— неметиленразделенные <К; МЭ— метиловые эфиры; МЭЖК — метиловые эфиры жирных кислот; ОЛ— общие липиды; [НЖК— полиненасыщепные жирные кислоты; ТПК— гетракозаполиеновые кислоты, ФЛ— юсфолипиды; ЭДЦ — эквивалентная длина цепи; ЭПК — эйкозапентаеновая кислота.

В обозначении ЖК первая число обозначает количество углеродных атомов в молекуле, горое число после значка ":" — количество двойных связей, и последнее выражение — "(п —3)" ли ранее широко используемая "о" — указывает положение двойной связи, ближайшей к етилыюму концу. При этом предполагается, что все остальные двойные связи в молекуле азделены метиленовыми мостиками. /4дя ЖК с нерегулярным расположением двойных связей х позиция указывается значком "Д". Префиксом "Г и "а!" обозначают изо— и шипеазо — кслоты, имеющие разветвление при 2 или 3 атоме С, считая от от метального конца.

таким образом, прослеживать пищевые депи в морских экосистемах. Следует иметь в виду, что около 50% углерода фиксируется в Мировом океане в виде эфиров восков и затем перераспределяется по пищевым цепям.

Важным направлением в исследовании ЖК различных групп морских организмов является выяснение их роли как хемосистематических маркеров различного уровня.

Несмотря на многолетнюю историю исследования ЖК морских организмов, следует отметить, что большинство работ связанно с исследованием липидов и ЖК рыб. В то же время ЖК морских беспозвоночных, водорослей и микроорганизмов уделено значительно меньше внимания. Множество животных различных типов и классов остались практически вне поля зрения исследователей. До сих пор не ясны полностью закономерности распределения ЖК в морских организмах, происхождение и пути обмена многих из них.

Можно отметить еще один момент, подчеркивающий необходимость проведения данного исследования. В 70—х и 80 —х годах начато широкое использование современных методов исследования ЖК, а именно капиллярной ГЖХ и ГЖХ —МС, что позволяет получить принципиально новую информацию, и критически оценить ранее полученные в данной области результаты.

Цель и задачи работы. Основная цель данной работы — изучение закономерностей распределения жирных кислот в морских организмах, определение их возможного значения как хемосистематических маркеров и маркеров для исследования пищевых взаимоотношениях в экосистемах. Задачей работы, направленной на достижение ее цели, было совершенствование техники исследования ЖК, включая надежную идентификацию и установление химического строения в необходимых случаях.

Научная новизну. Исследовано распределение жирных кислот в липидах более 300 видов — представителей основных типов (отделов) морских организмов: губок; кишечнополостных (рифообразующих кораллов, мягких кораллов, актиний, роговых кораллов, морские перьев, горгонарий); моллюсков (брюхоногих и двустворчатых); иглокожих (морских ежей, голотурий, звезд, офиур, морских лилий); мшанок, а также морских макрофитов и бактерий. Показано, что качественный и количественный состав ЖК является в

большинстве случаев характерным для типов (отделов) и классов животных и растений. В ряде случае ЖК могут использоваться как хемосистематические маркеры на уровне семейств и родов. Особенности состава ЖК отдельных видов организмов, их переход по пищевым цепям позволяют использовать ЖК как маркеры для изучения пищевых взаимоотношений в морских экосистемах. Показано, что отличительной чертой липидов донных беспозвоночных является высокий уровень у них не только кислот семейства (п —3), прежде всего эйкозапентаеновой и докозагексаеновой, что характерно для морских пелагических организмов, но и ЖК семейства (п—6), более характерных для пресноводных и наземных животных. Обнаружены, выделены и химически охарактеризованы две гетракозаполиеновые кислоты 24:5(п-6) из альционарий и 24:6{п— 3) из горгонарий и изучено их распределение в морских беспозвоночных. В типе Coelenterata ТПК характерны только для представителей подкласса Octacorallia (отряды Gorgonaria, Alcyonaria, Pennatularia и Helioporida), где их содержание варьирует от 2% до 24%. Кроме того, эти ЖК обнаружены в липидах мшанок, некоторых крабов и представителях двух классов иглокожих (Ophiuroidea and Crinoidea). Впервые показано столь широкое распределение в природе этих редких ЖК. В пресноводных байкальских губках была обнаружена новая ЖК, структура которой определена с помощью химических и физико-химических методов как 26:ЗД5с,9с, 19t. Разработан ряд методов исследования ЖК: ТСХ меченных ЖК, ГЖХ в виде производных фторированных спиртов и масс —спектрометрии диссоциативного захвата электронов.

Практическая ценность работы. Исследован состав жирных кислот многих практически значимых как сырье и важных как компоненты морских экосистем беспозвоночных, водорослей и бактерий. Для беспозвоночных, употребляемых в пищу, получена важная характеристика пищевой ценности, с точки зрения , Найдены удобные источники для выделения эйкозапентаеновой, дигомогамма— линоленовой, тетракозаполиеновых, а также ряда других, ценных для науки и практики ЖК. Полученная информация о распределении ЖК в основных таксонах морских организмов создает основу для изучения пищевых взаимоотношений в сложных экосистемах с участием промысловых видов. Разработанные и усовершенствованные методы исследования ЖК могут быть использованы другими научными коллективами.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на Всесоюзном симпозиуме "Структура, биосинтез и превращение липидов в организме животного и человека (Ленинград, 1975); Всесоюзном симпозиуме "Липиды биологических мембран" (Львов, 1978); Международных конференциях ФЕХО по химии и биотехнологии биологически активных природных веществ (София, 1985 и Варна, 1989); Симпозиуме "Полиненасыщенные жирные кислоты N — 6 и N — 3 семейств: медико — биологические, биохимические и биотехнологические аспекты (Владивосток, 1995).

Публикации. Основные результаты исследований, проведенных по теме диссертации, изложены в 33 статьях.

Объем диссертации и ее структура. Диссертация представлена к защите в виде научного доклада, изложенного на 50 страницах, содержит 8 рисунков и 16 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Материалы и методы исследования.

Основная часть работы была выполнена в тот период, когда в активно работала морские станции и проводились экспедиционные работы в различных районах Мирового океана. Это дало возможность получить для исследований ценный, е ряде случаев уникальный биологический материал. Общее представление с местах сбора и систематической принадлежности исследованногс биологического материала дает Таблица 1. Сбор проводили на литорали водолазным методом и драгированием с глубин 30 — 700 м. Кроме того в работе были исследованы 3 вида пресноводных губок с озера Байкал.

Важной особенностью работы является сотрудничество автора — химика с биологами—специалистами по различным группам морских организмов к проблемам морской биологии из ИБМ, ТИБОХ и ЗИН РАН. Некоторые из ни> являются соавторами совместных публикаций, другие провели определение собранных биологических объектов. Всем биологам, соавторам и участника*, настоящей работы автор выражает глубокую благодарность.

Таблица 1. Места сбора и обработки материала, и основной собранный материал.

МЭС ТИБОХ. БС "Восток" И "Витязь", Залив Петра Великого, Японское море; ИБМ ДВО РАН Водоросли-макрофиты, основные типы беспозвоночных (моллюски, иглокожие, ракообразные, мшанки)

Побережье Вьетнама, Южно-Китайское море; ИБМ ДВО РАН. ИМИ НЦНИ Вьетнама Голотурии, рифообраэующие кораллы, альционарни, горгонарии, иглокожие

Охотское море, Курильские и Командорские острова; НИС "Академик Опарин", ИБМ ДВО РАН Голотурии, кишечнополостные, губки, моллюски, иглокожие, альго-бактериальные маты, водоросли

Тропические районы Индо-Пацифики; НИС "Академик Опарин" Губки, кишечнополостные, иглокожие, микроорганизмы

Другой важнейшей основой работы является выбранный методический подход. Большое количество биологического материала (сотни видов, тысячи проб) требовало применения экспрессной техники. Ее основу составили капиллярная ГЖХ и вариант ВЭТСХ разработанный Б.Г. Беленьким в 1967 г. В то же время требовалась надежность идентификации жирных кислот и установление строения новых или редких кислот.

Липиды экстрагировали после гомогенизации тканей классическими методами Фольча или Блайя и Дайэра.

Метиловые эфиры жирных кислот получали, главным образом, по методу Карро и Дюбак. В случае липидов с амидной связью, МЭЖК получали кислотным метанолизом (5% HCl, 80°С, 2 — 3 часа). Перед анализом МЭЖК очищали с помощью ТСХ.

МЗЖК анализировали ГЖХ на набивных и капиллярных колонках. Для набивных колонок использовали следующие фазы: ДЭГС, ПЭГА, ФФАП и Силар 5СР. Концентрация фазы обычно составляла 3—10% на Хроматоне N, длина колонок 2—5 м, температура разделения — 175—210°С. Капиллярную ГЖХ проводили на кварцевых колонках с иммобилизованными фазами Карбовакс 20М, OV—101 и готовые колонки Supelcowax 10 и SPB —5. Размер колонок 25—

30 м, внутренний диаметр — 0.25 мм. Подбирали такие условия разделения (температуру разделения и поток газа—носителя), чтобы последние компоненты (кислоты 22:6(п —3) и 24:1) элюировались в пределах 50 — 60 мин. В работе использованы газовые хроматографы Цвет — 102, Биохром — 1, БЫтасЬщ — СС5А и вСЭА. Процентное содержание компонентов рассчитывали методом внутренней нормировки. Площади пиков определяли как произведение времени удерживания на высоту пика или с помощью интеграторов. Большинство расчетов выполнены на станции обработки данных СЬготакфаск С —113А (БЫтас^и, Япония). МЭЖК идентифицировали с использованием стандартов (насыщенные кислоты, некоторые ненасыщенные— 18:1(п — 9), 18:2(п —6), 18:3(11-3), 20:4{п—6), 20:5(п-3) и 22:6{п—3). В работе широко использовали вторичные стандарты — смеси МЭЖК природного происхождения, состав которых хорошо изучен, в том числе и в лаборатории, где работает автор. К таким смесям можно отнести ЖК печени крысы, печени трески и растительных масел. Кроме использования стандартов, для первичной характеристики МЭЖК всегда рассчитывали эквивалентную длину цепи (ЭДЦ). Для более строгой идентификации, МЭЖК подвергали каталитическому гидрированию над РЮ2, разделению ТСХ на сшшкагеле, пропитанном АдМОэ. Кроме того, в сложных случаях применяли хромаю —масс —спектрометрию. Физико-химические исследования проводили на оборудовании ТИБОХ РАН. Для определения положения двойных связей в ЖК использовали химические методы (озонолиз, частичное восстановление двойных связей гидразином, реакцию иодлактонизации) и хромато — масс—спектрометрию метиловых эфиров или пирролидидов ЖК.

II. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В МОРСКИХ ОРГАНИЗМАХ

II. 1. Жирные кислоты Рог^ега

Губки являются самыми примитивными многоклеточными животными. Их исследование вызывает все больший интерес, т.к. они являются уникальным источником многих физиологически активных веществ. При исследовании липидов в губках найдено большое разнообразие стеринов, представители этого типа имеют чрезвычайно высокое содержание гликолипидов и липидов с простой эфирной связью. По — настоящему уникален состав жирных кислот

губок. По данным Бергквист (1984), в представителях всех классов губок найдено необычайно высокое содержание (до 79%) ЖК, имеющих 2 или 3 двойных связи, с длиной цепи 24 — 30, и даже более углеродных атомов. Главными представителями таких, названных по классу губок, где они впервые были обнаружены, "демоспонгиевыми", кислотами, являются ЖК 26:2Д5с,9с, 26:ЗД5с,9с,19с, 28:2Л5с,9с и 28:ЗД5с,9с,21с. Кроме того, обнаружено большое число кислот с разветвленной цепью. По некоторым данным общее число ЖК в губках близко к 200. Вероятно, это число даже больше, т.к., согласно устоявшимся методическим подходам, для анализа берется ТСХ—зона, содержащая только МЭЖК, не имеющих дополнительных функций (окси— или эпокси —групп и т.п.).

II. 1.1. Жирные кислоты индивидуальныг липидов выделенных из губки НаНсЛопйпа рат'сеа и НутетаШоп авзЫШв.

Из губки Н. ратсеа с помощью КХ был выделен необычный фосфолипид, отличающийся тем, что при ТСХ он имел значение М несколько большее, чем фосфатидилэтаноламин (ФЭ), но по большинству остальных свойств был сходен с последним. В ИК —спектре этого фосфолипида были обнаружены полосы, которые можно отнести к простой эфирной связи. После гидролиза выли выделены и идентифицированы глицериловые эфиры (главные из них 16:0, 24:1, 18:0 и 18:1), жирные альдегиды (18:0, 16:0, 17:0, 20:0, 22:3 и 22:2) и жирные кислоты (26:2— 20.9% и 26:3— 43.5%). На основании химических и физико-химических данных структура фосфолипида была определена как фосфатидилэтаноламин, имеющий по первому положению радикал жирного спирта (83%) и альдегида (17%). Поскольку ФЭ с простой эфирной связью не отделяются при ТСХ от диацильных аналогов, то причиной необычного хроматографического поведения данного ФЛ является высокое содержание "демоспонгиевых" кислот (64.4%).

Другими липидами из губки, строение которых мы установили, была фракция цереброзидов из Я. акшн/«. Данные химического и физико-химического анализа показали, что они являются галахтоцереброзидами. Как и в случае ФЭ, данный гликолипид имеет ряд особенностей в составе жирных радикалов. В частности, все ЖК были 2 — оксикислотами, главными из них были п —22:0, п— 21:0, 1—22:0 и 1—23:0. Следует отметить, что и сфингозиновые основания имели изо— и антеизо — структуры. Присутствие таких структур в ЖК и основаниях

указывает на значительную роль бактериальных симбионтов в липидном метаболизме губок.

Результаты исследования индивидуальных липидов говорят о специфическом распределении ЖК в липидах губок.

II. 1.2. Строение новой жирной кислоты из байкальских губок, имеющей транс-конфигурацию двойной связи,

При исследовании ЖК трех видов пресноводных губок (Baicalospongia bacilifeia, Lubomirskia baicalensis и Swartschcwskia рарутасеа) из оз. Байкал, методом ГЖХ на различных фазах мы обнаружили неизвестную ЖК, содержание которой варьировало у разных видов в пределах 9— 10.2%. ЖК была выделена колоночной хроматографией на Si02—AgN03, в виде МЭЖК. При гидрировании был получен МЭ кислоты 26:0 нормального строения. Масс-спектр пирролидида ЖК показал наличие 3 двойных связей при С5, С9, и С19, Однако, эта ЖК отличалось от ранее изученной кислоты 26:ЗЛ5с,9с,19с по хроматографическому поведению на ТСХ—АдЫОз и ИК — спектру. Хотя 13С — ЯМР спектр был в согласии со структурой 2б:ЗД5с,9с, 19t, для окончательного установления структуры были использованы 2 подхода.

С помощью гидразина было проведено частичное восстановление, полученные моноеновые МЭЖК разделяли ТСХ —AgN03 и проверяли ИК — спектроскопией на наличие транс—двойных связей. Окончательно положение двойных связей установили с помощью МС пирролидидов выделенных моноенов.

Второй подход заключался в следующем: был получен 6—членный иод— лактон, после раскрытия в присутствии КОН превращенный в соответствующий диол, который при периодатном окислении дал укороченную ЖК 21:2Л4Д4. При этом транс—связь в молекуле сохранилась. Из этой кислоты был получен 5— членный иод—лактон, имеющий поглощение при 964 см~!, т.е. транс — связь не была затронута, что означает ее положение при С19. Схема реакций приведена на рис. 1. Все эксперименты были выполнены не только с изучаемой ЖК, но и с ранее известной 26:ЗД5,9,19, а также модельных соединениях, чтобы убедиться в отсутствии изомеризации.

Рис 1. Установление строения ЖК 26:ЗЛ5с,9с,191 из байкальских губок

1а

1Ь

;оон

N2441 ЕЮНI АсОН 26:ЗД5,9,19 -»- 26:1Д5 + 26:1Д9 + 26:1Л19

СаН13СН=СН(СН2)8СН=СН(СН2)2СН=СН(СН2)зСООН

1а,Ь

1) К! /12 / КНСОз /ЕЮН

2) ЫагЭгОз

СбН1зСН=СН(СН2)8СН=СН(СН2)2СН1-( \ (82%)

На,Ь о

КОН /1,4-сйохап0

Иа,Ь -!-«-СбН1зСН=СН{СН2)аСН=СН(СН2)2СНОН-СНОН(СН2)зСООН

Г.1., 72 Ь.

Ша,Ь (37%)

1)Ю4 2) СЮз / Н?304 |На,Ь ——-—--^-£—\СбН1зСН=СН(СН2)вСН=СН(СН2)2СООН (63%)

1\/а,Ь

1) К1 / )2 / КНСОз /ЕЮН

1Уа,Ь-»-СбН1зСН=СН(СН2)8СН1-( | (66%)

2) Ыагэго 3 Ь-Л

Уа,Ь О

Таким образом, впервые было показано наличие "демоспонгиевых" кислот имеющих транс—двойную связь.

II. 2. Жирные кислоты Сое1епега1а

II. 2.1. Жирные кислоты рифообразующих кораллов.

Систематическое изучение ЖК рифообразующих кораллов ранее не проводилось, хотя имеются работы описывающие состав ЖК некоторых классов липидов этих животных. Данные относительно содержания ПНЖК в общих липидах кораллов ограничены и противоречивы: есть сообщения о полном отсутствии ПНЖК, но есть и указания на содержание 82.8% 22:6{п —3). Наличия связи между составом ЖК и таксономией кораллов ранее не отмечали.

Мы показали наличие корреляции между систематическим положением, экологическими факторами и составом ЖК в рифообразующих кораллах и гидрокораллах. Таблицы 2 — 5 показывают распределение ЖК общих липидов 11 видов, принадлежащих к 4 семействам класса АпШогоа, и 3 видов МШеропёае, относящихся к классу Нус1гогса .

II. 2.1.1 Класс АвШогоа. Семейство АсторогШае. Кораллы были собраны у островов Тям и Тхотю (Вьетнам). Насыщенные кислоты (16:0 и 18:0) преобладали у всех видов (Таблица 2).

Таблица 2. Главные жирные кислоты АпШогоа: семейство Асгороп(1ае

Асторота Асгсрога Асторога

ЖК павМа тШарога Попйа

14:0 2.5 3.6 2.7

16:0 38.6 41.3 33.1

16:1(п-7) 1.0 2.6 1.2

18:0 7.3 8.7 9.0

18:1(п —9) 8.0 6.5 3.2

18:2(п —6) 2.1 1.7 1.3

18:3(п —6) 5.8 5.0 8.2

18:4(п —3) 2.6 1.1 5.1

20:2(п — 6) 2.0 0.7 0.5

20:3(п—6) 1.9 2.0 0.3

20:4(п-б) 7.1 8.0 11.0

20:5(п —3) 0.8 1.6 6.9

22:3(п — 6) - 0.6 0.3

22:4(п —6) 4.3 1.0 6.3

22:5(п —6) — - 1.3

22:5(п-3) 0.9 0.5 1.2

22:6(11 — 3} 10.8 10.4 6.7

Насыщ. 48.9 54.8 44.8

ПНЖК 40.4 33.8 49.4

(п —3)/(п —6) 0.6 0.7 0.7

Среди ПНЖК, главными были 18:3(11-6), 20:4(п-6), и 22:6(п —3). Изучение :остава ЖК Асгорота шШерога показало, что он существенно меняется в швисимости от условий обитания. Например, ПНЖК кораллов собранные у о. Гям {прибрежный гидрологический режим) составляют около 60% кислот, главным образом из—за наличия кислот (п — 3) семейства, в то время как ненасыщенность в А тШерота у о. Тхотю (гидрологический режим открытого моря) была только 34%. Подобное возрастание доли (п — 3) кислот было найдено ив А. пазМа.

II. 2.1.2. Семейство РосИ1ороп<1ае (Таблица 3). Так как представители РосШоропс1ае широко распространены на всех рифах, они были исследованы более подробно. Все образцы из Южно — Китайского моря показали высокую степень ненасыщенности жирных кислот (49—57%), в то время как сейшельские виды содержали только 32.5%. Соотношение ЖК семейств соЗ и соб не было связано отчетливо с географическим расположением.

Таблица 3. Жирные кислоты АтйЬогоа: семейство РосШороп<Зае

БепаЬрога 51у1оркога РосШорога РосШорога

ЖК са1кпс1тт рЫ\11аЫ vemlcosa ¿йгтсогпи

14:0 1.8 2.0 3.5 5.4 3.6

16:0 24.0 21.8 41.0 41.7 44.5

16;1(п-7) 2.1 2.9 3.0 2.3 3.1

18:0 6.5 4.6 10.6 8.0 10.2

18:1<п-9) 13.3 14.4 5.5 7.0 4.9

18:2(п-6) 1.7 1.7 1.9 1.2 1.8

18:3(п-6) 2.7 3.1 5.4 2.6 4.1

18:4(п-3) 1.7 1.3 1.4 3.3 0.8

20:2(п-6) 2.7 3.6 0.8 0.7 0.6

20:3(п-6) 11.3 12.3 7.2 3.2 7.6

20:4(п-6) 4.8 4.3 1.7 1.8 2.0

20:4(п-3) 13 1.7 0.4 1.0 0.4

20:5(п-3) 2.6 2.0 1.4 3.2 1.4

22:3(п-6) - 1.9 0.6 0.3 0.6

22:4(п-6) 1.5 1.8 1.0 1.3 0.9

22:5(п-3) 1.2 1.3 4.5 0.7 0.4

22:6(п-3) 16.9 16.4 8.8 10.4 9.5

Насыщ. 32.5 28.6 56.9 56.6 59.9

ПНЖК 48.3 50.4 31.5 30.0 30.5

(п-3)/(п-6) 0.9 1.0 0.7 1.7 1.2

В целом, для РосШоропйае характерно необычно высокое содержание эйкозатриеновой кислоты 20:3(п —6), что редко встречается у беспозвоночных. Она является главной об ЖК, ее доля превышает уровень арахидоновой кислоты у всех изученных видов. Такое необычно высокое содержание 20:3(п — 6) в общих липидах побудило нас исследовать распределение ЖК в образцах 31у1оркота рШШаЬа собранных на различных глубинах.

Полярные липиды 5. pistШata всех форм колоний с глубин от 3 до 35 м не отличались значительно по степени ненасыщенности и соотношению соЗ/соб кислот (Таблица 4), однако имелись различия в содержании отдельных жирных кислот. Наиболее заметным изменением было увеличение количества 18:3(п—6) и уменьшение 20:5{п — 3) с глубиной.

В нейтральных липидах, наблюдалось явное увеличение в содержании 18:1(11 — 9), 22:6{п —3), и уменьшение 20:5(п —3) с глубиной. Эйкозатриеновая кислота 20:3(п — 6) локализовалась главным образом в нейтральных липидах.

Таблица 4. Состав ЖК полярных и нейтральных липидов 5. рШИШа в зависимости от глубины обитания.

Глубина в метрах

3 9 25 35 3 9 25 35

ЖК Полярные липиды Нейтральные липиды

14.0 0.8 1.2 0.7 0,8 3.6 2.8 1.0 0.8

16:0 4.2 4.2 5.8 4.3 36.9 24.1 21.5 23.7

16:1(п*7) 1.0 1.5 1.7 0.3 3.4 4.3 1.0 1.6

18:0 5.6 11.1 9.8 8.6 9.7 7.1 5.3 5.6

18:1(п-9) 0.8 1.5 2.3 2.4 4.3 11.2 16.5 17.7

18:2(п-6) 0.5 0.7 1.1 1.0 1.1 1.1 3.4 2.8

18:3(п-6) 0.9 1.1 7.7 8.1 2.4 1.2 0.8 0.8

18:4(п-3) 4.9 8.6 14.5 10,9 0.7 0.5 0.4 0.4

20:2(п-6) 3.7 1.9 1.3 0.9 0.5 0.6 1.4 1.2

20:3(п-б) 1.6 0.5 1.8 . 7.9 8.2 4.7 5.2

20:4(п-6) 25.3 19.0 17.0 25.0 2.0 1.8 1.4 1.1

20-3(п-3) 23.8 19.9 12.0 11.8 3.3 0.7 0.5 0.5

22:3(п-6) - . ■ - 0.6 0.9 0.8 0.6

22:4(п-6) 9.4 10.5 8.4 8.4 0.6 0.7 1.1 1.0

22:5( п-3) 2.6 3.6 1.9 1.6 1.9 1.7 2.0 1.8

22:6(п-3) 9.0 6.6 7.5 8.4 18,2 22.9 35.1 31.1

Насьнц. 11.0 17.0 17.9 15.0 51.0 35.0 28.2 31.0

II. 2.1.3. Семейство Poritidae (Таблица 5). Наиболее характерной чертой этих кораллов было высокое содержание у—линоленовой кислоты 18:3(п —6). Два вида рода Coniopom собранные во Вьетнаме имели сходные составы ЖК, но отличались соотношением ©3 и юб кислот. Pontes lutea имела низкий уровень ПНЖК, и высокое содержание (49.1%) пальмитиновой 16:0 кислоты.

Таблица 5. Жирные кислоты Anthozoa: семейства Poritidae к Dendrophyllidae и Hydrozoa: семейство Milleporidae

Anthozoa: Poritidae Dendrophyllidae Hydi nozoa: Milleporidae

ЖК Ponies Coniopora Tubastrea Tubastrea Millepora Millepora Millepora

lutea sp. coccínea rmcrantha sp platyphylla dichotoma

14:0 5.4 2.0 0.9 0.5 0.6 0.8 1.4

16:0 49.1 15.0 7.2 6.4 6.3 17.6 18.9

16:1{п-7) 1.9 2.3 5.9 3.7 . 0.2 .

18:0 7.2 6.8 4.2 6.7 7.1 21.3 19.4

18:1(п-9) 3.8 6.6 23.3 26.4 1.4 2.4 3.2

18:2(п-6) 10 1.6 2.0 1.8 0.6 0.4 0.7

18:3(п-6) 9.7 6.2 0.4 0.3 - 0.2 0.4

18:4(п-3) 2.9 4.3 0.7 0.8 6.9 5.2 4.8

20:1 0.9 2.9 3.0 3.2 0.3 6.3 6.1

20:2(п-6) - 1.4 0.9 16 . 0.5 0.4

20:3(п-6) 1.6 2.9 0.8 0.5 0.4 - .

20:4(п-6) 2.3 21.9 7.8 6.6 0.4 0.3 1.0

20:4(п-3) 0.3 1.1 0.9 1.0 0.4 0.2 -

20:5(п-3) 3.3 4.6 14.9 10.9 1.1 0.4 0.6

22:3(п-6) . 0.3 0.5 0.3 - . -

22:4(п-6) 1.4 6.0 4.7 5.5 3.8 4.6 3.7

22:5(п-6) . - - - 8.3 10.0 8.5

22:5(в-3) 0.8 0.8 16.4 17.3 - 0.7 0.9

22:6(п-3) 5.3 11.5 1.4 1.3 61.5 27.5 28.0

Насыщен. 62.8 23.1 12.7 14.6 14.0 39.0 40.0

ПНЖК 29.3 68.9 52.0 49.5 83.9 51.0 49.6

<И'3)/(п-6) 0.8 0.5 2.1 1.9 5.1 2.0 2.3

II. 2.1.4. Семейство Dendrophyllidae (Таблица 5). Это семейство выделяется отсутствием симбиотических зооксантелл. Соответственно, Dendrophyllidae отличаются от представителей других семейств составом жирных кислот. Так, в Tubastrea coccínea содержание моноеновых кислот, среди которых 18:1(п—9)

преобладала, было самым высоким. ЖК ряда об представлены, главным образом, арахидоновой и докозатетраеновой 22:4(п—6) кислотами. Доминирующими среди жирных кислот ряда <аЗ были ЭПК и 22:5(п — 3), в то время как уровень ДГК, главной ПНЖК в кораллах имеющих зооксантеллы, не превышал 1%.

II. 2.1.5. Класс Hydrozoa: семейство Milleporidae (Таблица 5). Три исследованных вида Milleporidae из различных мест обитания имели фактически одинаковый состав жирных кислот. Общее количество ПНЖК, с ДГК как главным компонентом, было 83.3, 51.0 и 49.6%, соответственно. Второй главной ПНЖК для всех Milleporidae была 22:5{п — 6), хотя склерактинии не имеют ее вообще или только в следовых количествах.

Таким образом, общие липиды изученных кораллов имеют, в основном, одинаковый набор жирных кислот. Главные ЖК — 16:0, 18:0, 18:1(п —9), 20:4(п — 6), 20:5{п —3) и 22:6(п— 3), но отдельные семейства кораллов имеют повышенные уровни характерных кислот: Pocillopoiidae — 20:3(п—6); Acroporidae — 18:3(п— 6), 18:4(п —3) и 22:4(п — 6); Poritidae - 18:3(n-6); Milleporidae - 22:4(п-б), 22:5(п —6) и 22:6(п—3).

Ранние исследования липидов кораллов показали, что насыщенность их ЖК является необычно высокой для морских организмов, и объяснили это биосинтетической деятельностью зооксантелл. Позднее, однако, было показано, что фактически все исследованные виды имеют относительно большое содержание ПНЖК. Подобные результаты были получены и в данной работе, Высокие уровни 18:3(п~6) и 20:3{п —6) кислот были характерны для всея исследованных представителей Anthozoa (кроме несодержащих зооксантелл Dendrophyllidae).Наиболее вероятным их источником являются зооксантеллы, поскольку ранее было показано, что гликолипиды зооксантелл содержат кислоту 18:3(п—6), как главный компонент. Кораллы без зооксантелл имеют низкое содержание полиеновьгх С18 и С20 ЖК, но высокое 18:1(п —9) и 22:5(п —3).

Производительность ассоциации коралл—зооксантеллы зависит от эффективности фотосинтеза. Однако эффективность фотосинтеза зависит I свою очередь от интенсивности и от спектральных характеристик света. Эта параметры значительно изменяются с глубиной. В нашем исследование морфологические формы Stylophora pistillata живущией в диапазоне глубины от

3 до 35 м. имели различные составы ЖК полярных и нейтральных липидов (Таблица 4). Основываясь этих результатах, трудно сделать однозначные выводы. Однако, высокие уровни 18:3(п —б) и 18:4(п —3) на глубинах 25 и 35 м могут быть связаны с увеличивающимся с глубиной количеством зооксантелл. Иншбирование фотосинтеза в некоторых одноклеточных морских водорослях связано с уменьшенным биосинтеза ЭПК и одновременным увеличением синтеза АК.

Имеются определенные различия в биосинтезе ЖК и в их составе у кораллов и зооксантелл. На этой основе можно определять вклад симбиотической водоросли и "хозяина" в общий пул жирных кислот.

Низкий уровень ПНЖК в кораллах может указывать на основной вклад зооксантелл. Эти данные были подтверждены изучением биосинтеза ЖК из ИС —ацетата зооксантеллами. Очевидно, что существенные различия в ЖК составе кораллов нельзя объяснять только использованием внешних источников питания и функцией зооксантелл, но следует учитывать и собственный синтез жирных кислот "хозяином".

Превалирование соЗ кислот типично для морских организмов. Однако некоторые Асгоропбае и все РопШае имеют повышенное содержание кислот сов (Таблицы 2 и 5). В кораллах класса АпШогоа главные ЖК аЗ семейства — ЭПК и ДГК, исключением являются ОешЗгор11уШс1ае, где преобладает 22:5(п —3). Анализ ЖК липидов 2 видов ТиЬав£геа показал особенности, вызванные главным образом внешним источником питания. Однако, в отличие от ДГК, 22:5(п—3) была найдена в планктоне только в следах. Можно предположить, что 22:5(п —3) и 22:4(п —6} накапливается в организме из —за низкой активности Д4 — десатуразы.

Присутствие значительных количеств олеиновой кислоты в двух видах ТиЬав^еа указывает, что наиболее вероятным источником ЖК в этом организме является фитопланктон. Десатураза Д5 действует на 20:3(п —6) и 20:4(п —3) с образованием ключевых АК и ЭПК. Но дефицит 45—десатуразы должен приводить к увеличению пула 20:3(п —6) и 20:4(п—3), и уменьшению пула 20:4(п — 6) и 20:5(п — 3). Вероятно, подобный механизм формирует состав этих кислот в РосШоропс1ае (Таблица 3). Эти кораллы, как и БйегасИша, имеют зооксантеллы. Высокие уровни ПНЖК, главным образом 22:5(п —6) и 22:6{п —3),

были найдены в исследованных видах. Они образуются действием Д4 — десатуразы на кислоты 22:4(п—б) и 22:5(п —3). Однако 22:5(п —6) и 22:6(п —3) в Milleporidae имеют различные происхождение (Таблица 5). Большая часть ДГК. может поступить с пищей, а кислота 22:5(п —6) образуется как продукт активности Д4 —десатуразы коралла.

Известно, что состав ЖК в морских беспозвоночных является сложным и зависит от многих причин. Мы сделали попытку объяснить жирнокислотный состав рифообраэующих кораллов с помощью экологических данных, питания, наличия симбионтов, а также собственного биосинтеза ПНЖК.

II. 2.1.6. Жирные кислоты Anthozoa: Подкласс Octacorallia. Обнаружение тетракозаполиеновых ЖК. При исследований ЖК представителей морских кишечнополостных с помощью ГЖХ, были обнаружены необычные пики с очень большими временами удерживания. После гидрирования эти компоненты, превращались в п —тетракозановую кислоту (24:0). Исследования МЭЖК некоторых горгонарий и альционарий с помощью ГЖХ —MC показали присутствие в них двух минорных компонентов соответствующих МЭЖК 24:4 (молекулярный ион m/z 374) и 24:5 (молекулярный ион m/z 372), и двух главных компонентов с молекулярными ионами m/z 370 (24:6) и также m/z 372 (24:5). Значения ЭДЦ главных из этих МЭЖК на фазе Silar 5СР были 25.37 для 24:5 и 25.97 для 24:6, т.е. они были подобны аналогичным значениям для кислот 22:5(п —6) (ЭДЦ 23.36) и 22:6(п-3) (ЭДЦ 23.94). Известно, что в масс- спектрах из трех пиков с M/z 108, 150 и 192, пик m/z 108 характерен для МЭЖК семейства соЗ, m/z 150 — для семейства шб и m/z 192 — для семейства о9. Для двух главных МЭЖК мы наблюдали интенсивный пик при m/z 108 для 24:6 и доминирующий пик при m/z 150 для 24:5. Таким образом, главные компоненты были предварительно идентифицированы как 24:5(п —6) и 24:6(п —3). Для структурных исследований были взяты МЭЖК альционарии Eunephthya sp. и горгонарии Paragorgia arbórea. Компоненты, представляющие интерес, были сконцентрированы КХ на S1O2—AgN03. Индивидуальные МЭЖК 24:5 и 24:6 была выделены ВЭЖХ, с последующей препаративной обратнофазной ТСХ на пластинках, пропитанных деканом. Было выделено около 10 мг МЭЖК 24:5 и 18 мг МЭЖК 24:6 с чистотой больше 98%.

В УФ — спектрах выделенных веществ не было поглощений, характерных для сопряженных связей, в ИК —спектрах отсутствовали полосы транс—двойных и тройных связей (960 — 980 сш-1 и 2150 ст~!). Главная структурная информация была получена с помощью 13С— и 'Н—ЯМР метиловых эфиров ЖК и масс — спектрометрии пирролидидов ЖК. Было доказано что выделенные ЖК имеют структуры полностью—цис—6,9,12,15,18—тетракозапентаеновой и полностью— цис—6,9,12,15,18,21 — тетракозагексаеновой кислот.

В Таблице 6 представлен ЖК состав представителей различных отрядов подкласса Ос1асогаШа. Большие количества ТПК (в некоторой видах до 24% общего количества ЖК) были найдены только в представителях О^асогаШа (класс АпШогоа). Другими главными кислоты были 16:0, 16:1, 18:0, 18:1, 20:1, 20:4(п —6), 20:5(п —3) и 22:6(п-3). Содержание АК и ЭПК варьировало в широких пределах.

Таблица 6. Жирные кислоты АпШогоа: подкласс ОйасогаШа

РеппаЫапа Сог^спапл НеГюропс!а А1суО! папа

ЖК Pavonaria РЫтйгеИа НеНорога Еиперк&уа БагсоркуЬп

АптагсЫса ¡оперта ер. 8Р.

ПЛ НЛ ПЛ НЛ ол ол ол

14:0 0.8 2.0 1.1 3.8 4.8 1.9 1.3

16:0 4.9 8.7 5.6 8.7 41.6 7.2 29.6

16:1 0.9 5.0 2.6 6.0 3.3 2.3 2.4

17:0 0.4 2.2 1.8 1.8 0.3 1.2 6.6

18:0 1.3 0.6 2.8 2.1 5.0 0.6 7.8

18:1(п-9) 2.3 11.3 3.7 6.9 3.5 21.1 1.7

18:2(п-6) 0.2 0.3 0.2 1.1 2.3 0.9 1.4

18:3(п-6) - - . - 15.8 . .

18:3(п-3) - 0.5 0.2 0.5 . 0.9 0.3

18:4(п-3) 0.1 1.7 - 2.1 3.6 1.4 4.7

20:1 12.2 10.3 8.9 10.8 0.4 8.2 .

20:2{п-6) 0.5 1.2 0.4 0.6 0.1 0.6 0.3

20:3(п-6) • - - - 1.0 0.6 2.0

20:4(п-3) - - - - 0.1 2.8 2.1

20:4(п-6) 4.3 1.2 4.1 1.7 0.3 5.4 15.7

20:5(п-3) 38.3 19.8 42.8 25.9 5.5 14.1 1.6

22:4(п-6) 0.6 0.3 0.8 0.7 0.2 0.2 4.9

22:5(п-3) 0.3 0.4 0.7 0.4 0.5 0.9 .

22:6(п-3) 2.5 9.4 3.4 11.0 55 9.9 1.7

24:5(п-6) 6.0 3.6 . 0.4 15.6 2.6 5.3

24:6(п-3) 18.0 16.4 18.6 10.9 1.9 7.6 1.5

Можно сделать вывод, что полиненасыщенные жирные кислоты регулярной структуры с 24 углеродными атомами и с 5 или б цис—двойными связями — типичные компоненты представителей всех отрядов подкласса Octacorallia — Alcyonaria, Gorgonaria, Helioporida и Peimatularia. Происхождение ТПК остается неясным. Наиболее вероятено удлинение соответствующих докозаполиеновых кислот 22:5(п—6) и 22:6(п—3). Присутствие этих кислот в животных, обитающих в сильно различающихся условиях (глубоководные бореальные виды и мелководные тропические), указывает, скорее всего на непищевое происхождение этих кислот. В то же время, высоко содержание ТПК в глубоководных видах, живущих фактически при постоянной низкой температуре и освещенности, вызывает предположения о диетарном поступлении их из верхних слоев моря.

II. 3. Жирные кислоты Bryozoa

Биохимия липидов мшанок является практически неизученной. Имеется несколько работ, касающихся липидов мшанок — фосфолипидного составе, ЖК фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина, обнаружения

неметиленразделенных диеновых ЖК С20 —22 и жирных альдегидов. Несомненно, что этот объект заслуживает большего внимания исследователей — хотя бы в силу своей малой изученности и не до конца разработанной систематики. Продолжая исследование распределения ЖК в морских беспозвоночных, мы провели исследование жирных кислот мшанки Flustra sp. и обнаружили, что ее общий липидный экстракт содержит (в порядке убывания приведены компоненты, содержание которых составляет не менее 1% от суммы) следующие ЖК: 22:6(п-3) - 23.3%, 20:5(п-3) - 14.2%, 16:0 - 10.2%, 16:1(п-7) - 7.7%, 18:0 - 3.0%, 18:1(п-7) - 2.8%, 16:2 - 2.7%, 20:1 - 2.3%, 14:0 - 2.3%, 20:4(п —б) - 2.1%, 16:1(п —5) - 1.8%, 22:5(п-3) - 1.8%, 20:4(п~3) - 1.4%, 18:4(п—3) - 1.3%, фитановая кислота - 1.0%, 16:4 - 1.0%, 18:1(п—9} - 1.0%, 20:3(п —6) — 1.0% и 16:3 - 1.0%. Кроме того, в липидах мшанки обнаружены 2.7% С20:2 и 2.0% С22:2 НМР ЖК. В числе прочих кислот было обнаружено также 0.9% 24:6(п—3). Идентификация этой кислоты была проведена путем сравнения хроматографического поведения на двух капиллярных колонках различной полярности, а также путем каталитического гидрирования МЭЖК. В

результате гидрирования была получена насыщенная жирная кислота, обладающая иеразветвленной углеродной цепью с 24 атомами углерода. Эквивалентные длины цепи для нативной кислоты составляли 23.05 (5РВ —5) и 26.18 (5ире1со\уах —10), что совпадало с эквивалентными длинами цепи для кислоты 24:6(п — 3) (в качестве стандарта была взята тетракозагексаеновая кислота, входящая в состав горгонарии Р1итаге11а 1опд1врта. Процентное содержание ТПК в полярных липидах мшанки было выше (1.9%), чем в нейтральных (0.4%). При анализе по классам фосфолипидов, наибольшее содержание (около 3%) 24:6(п —3) было обнаружено в фосфатидилэтаноламине. Таким образом, мшанки являются еще одной группой морских беспозвоночных, в которых обнаружены ТПК, наряду с офиурами, морскими лилиями, а также восьмилучевыми кораллами.

Интересно, что после гидрирования исходной смеси метиловых эфиров жирных кислот содержание 24:0 кислоты стало равно 1.4%, что говорит о присутствии в смеси малых количеств других тетракозаполиеновых кислот (т.к. кислоты 24:0 и 24:1 не присутствуют в исходном экстракте, а кислота 24:6(п—3) составляет лишь около 0.9% от суммы жирных кислот).

Кроме того, в числе нескольких не идентифицированных компонентов была обнаружена жирная кислота, имеющая ЭДЦ 16.57 (БРВ—5) и 16.92 (Бирекошах — 10). Она составляла около 2% от суммы жирных кислот, при гидрировании давало ЖК с ЭДЦ 16.40 (5РВ-5) и 16.23 (Бирекоттах-10). Такое поведение при гидрировании является весьма необычным. Требуются дополнительные исследования для установления строения этого компонента. Ранее жирная кислота с эквивалентной длиной цепи 16.57 на неполярной фазе БЕ — 54 (сходной с 5РВ—5), была обнаружена в губках, но ее структура так и осталась не установленной. В связи с этим следует отметить, что Петит и соавт. (1986) уже отмечали сходство между некоторыми вторичными метаболитами губок и мшанок.

Мы нашли небольшие количества НМР кислот: 20:2 (сумма изомеров 2.7%, содержание главного компонента 1.8%) и 22:2 (сумма изомеров 2.0%, содержание главного компонента 1.1%).

Еще одной особенностью липидов мшанок является необычный состав жирных альдегидов. При исследовании 8 видов мшанок из Японского моря было найдено, что гептадекановый альдегид является одним из основных (Таблица 7).

Его идентификация была проведена хроматографически с помощью стандартов, а также превращением альдегида в соответствующую кислоту. Нам не удалось найти данных о столь необычном составе жирных альдегидов ни в одном виде морских организмов. Можно предположить, что это специфическая особенность мшанок, могущая иметь хемосисгематическое значение.

Таблица 7. Относительное содержание 16:0, 17:0 и 18:0 жирных альдегидов в липидах Вгуогоа (в % от суммы альдегидов).

Жирные альдегиды

Вид 16:0 17:0 18:0

Amatkia sp. 20.0 32.5 47.5

Cauloramphus spiaiferum (Johnston) 38.9 36.1 25.0

B'igula neretina (L.) 25.5 35.0 39.5

Exochtlla arealata (Ocadata et Mawatari) 5.9 10.8 83.3

Watcrsipora aterrima (Ortman) 29.2 32.9 37.9

Schizoporella unicornis (Johnston) 33.4 25.6 41.0

Microporella ciliata (Mo!) 40.5 29.8 29.7

Celleporina irregularis (Ocada) 14.5 32.7 52.8

Таким образом, мшанки имеют в своем составе сверхдлинноцепочечные ЖК, неметиленразделенные ЖК и ЖК неизвестного строения. Кроме того, мшанки имеют в своем составе необычный жирный альдегид.

И. 4. Жирные кислоты Mollusca.

II. 4.1. Неметиленразделенные диеновые ЖК в двустворчатых и брюхоногих моллюсках.

Биохимия липидов и ЖК моллюсков исследована наиболее глубоко по сравнению с представителями других типов, что связано в первую очередь с большим практическим значением этих животных, широко используемых в пищу и являющихся предметом интенсивной марикультуры. В связи с этим мы ограничились изучением распределения необычных ЖК, так называемых неметиленразделенных (НМР) диеновых кислот. Наш интерес к НМР ЖК стимулировался тем, что из литературы нельзя было составить четкого представления о происхождении этих кислот и их роли пищевых цепях. Следует

отметить, что при анализе НМР ЖК с помощью ГЖХ, их пики могут налагаться на пики моноеновых и диеновых кислот.

Первоначально была определена структура НМР ЖК, выделенных из липидов двустворчатого моллюска БсарЬагса ЬтоидЫот колоночпой хроматографией на БК^ — АдЬЮз. Попытки разделить изомеры между собой с помощью низкотемпературной Ад1Ч03 — ТСХ были безуспешны. Спектроскопия 13С— и >Н—ЯМР показала наличие несопряженных цис—двойных связей, разделенных несколькими метиленовыми группами. МС метилового эфира содержал молекулярный ион при т/г 350, который соответствует формуле 22:2. При каталитическом гидрировании получили МЭ бегеновой кислоты (п ~ 22:0}. Окончательная информация была получена с помощью МС пнрролидиновых производных и окислительного озонолиза метиловых эфиров. Из масс —спектра было очевидно Л7 положение первой двойной связи. Что касается второй связи, то присутствовали пики, характерные для Д13 и Д15 положений. Озонолиз МЭЖК после дополнительного метилирования продуктов дал МЭ монокарбоновых кислот и МЭ дикарбоновых кислот. ГЖХ этих фрагментов со стандартами моно— и дикарбоновых кислот позволили заключить, что в исходной смеси присутствуют изомеры 22:2Д7,13 и 22:2Д7,15.

В Таблице 8 приведено распределение ЖК в 5 видах двустворчатых моллюсков и 2 видов гастропод. Сравнивая наши результаты с литературными данными о липидах двустворчатых моллюсков, мы заметили закономерность в распределении НМР ЖК. Так, наиболее высокое содержание найдено в семействе Агас1ае (& ЬтоидМош и Агса ЬоисагсИ), заметные количества — в представителях семейства МуНШае, Ов^йае и УепепЗае и следовые концентрации — в семействе МасШйае. Эти кислоты отсутствуют в моллюсках семейства Реситс1ае, Му1с1ае и 5о1етс1ае. Таким образом, можно сделать вывод, что древние виды содержат больше НМР ЖК: тогда как в зволюционно продвинутых видах их или нет или очень мало. Исключением являются древние семейство РесИшс1ае, в котором эти кислоты отсутствуют и Уепепс1еа, содержащее их в заметном количестве. Вероятно, наличие НМР ЖК является филогенетической характеристикой, тем более что эти необычные кислоты, как было позднее показано Н.В. Жуковой, синтезируются самими моллюсками, а не накапливаются с пищей.

Таблица 8. Состав основных жирных кислот моллюсков Японского моря.

Bivalvia Gastropoda

ЖК Scapharca Area CalHsta bre- Spisula sa- Mytiius Acmea Callisdla

broughtoni boucardi visiphonata ckalinensis edulis pallida dorsuosa

14:0 0.6 0.6 0.6 1.8 2.1 0.4 4.6

16:0 10.2 9.2 13.5 11.0 14.8 5.9 13.9

16:1 1.5 3.1 2.4 3.3 5.0 0.8 5.8

16:2 3.1 1.2 1.0 0.1 0.8 0.8 2.9

18:0 10.6 6.6 4.5 5.8 3.5 6.3 4.5

18:1 5.7 2.8 4.3 4.2 3.6 13.2 15.9

18:2(п-6) 2.2 1.6 0.5 0.8 1.7 - 4.9

18:3(п-3) 1.0 2.1 0.2 0.7 1.4 1.1 ■

20:1 10.8 12.5 12.5 17.3 12.3 10.5 9.2

18:4(п-3) 0.6 1.4 1.3 2.7 1.8 1.1 2.2

20:2(п-6) 0.1 0.7 0.7 1.8 0.8 1.5 1,2

20:3(п-6) 0.1 - 0,5 0.7 0.8 1.6 0.9

20:4(п-6) 5.8 6.4 3.6 2.9 3.9 19,2 15.5

22:2 НМР 20.7 12.8 6.0 0.7 4.6 3.9 4.2

20:5(п-3) 6.1 10.3 18.3 22.3 145 33.0 11.8

22:4(1.-6) 0.9 0.8 1.1 2.2 0.1 - 0.7

22:5(п-6) 1.3 1.4 1.6 1.1 0.7 - -

22:5(п-3) 1.0 1.3 2.0 3.3 1.1 - 0.9

22:6(п-3) 14.2 22.4 19.5 15.2 23.0 - -

II. 5. Жирные кислоты Echinoderasata

II. 5.1. Жирные кислоты голотурий из тропических и умеренных вод.

Поскольку многие голотурии питаются донными осадками, жирные кислоты этих животных могут иметь ряд особенностей. Хорошо известно, что осадки содержат высокий уровень ЖК с разветвленной цепью, вероятно, бактериального происхождения. Можно было ожидать повышенное содержание этих "бактериальных" ЖК и в липидах голотурий. Однако, в тропических голотуриях они составили только приблизительно 1% жирных кислот. В то же время, голотурии умеренных вод {зал. Петра Великого, Японское море) содержали разветвленных ЖК намного больше, а в Еиреп1ас1а 1гаЫа1:шс их уровень достигал 15.5%. Существенные различия в содержании этих компонентов в голотуриях тропических и умеренных вод, вероятно связаны с различным составом их пищи.

Главные жирные кислоты голотуриий — 20:4(п—6), 20:1, 20:5(п —3), 16:0 и 18:0 (Таблица 9). Кроме этих кислот довольно высоко содержание 18:1, 20:0, 23:1 и 22:6(п —3). Кислота 23:1 является скорее всего кислотой 23:1(п —9), которую ранее японские исследователи обнаружили и доказали ее строение. Уровень АК выше уровня ЭПК в тропических голотуриях, в то время, как в голотуриях Японского моря превалирует ЭПК. Высокое содержание арахидоновой кислоты, являющейся главной ПНЖК в почти всех изученных видах голотурий, вызывает большой интерес.

Таблица 9. Главные жирные кислоты голотурий

Жирные 5(!С?10ри5 Euapta Bohadschia Slichopus Holothuria Euaf

кислоты ¡аротсш fraudainx argus chloronotus impatiens godej

зал. Петра Великого тропические

14:0 1.0 4.4 2.4 3.9 18 2.5

15:0-Ьг 2.4 11.4 ■ - - -

15:0 0.2 11 0.7 0.6 0.6 0.4

1б:0-Ьг 0.3 2.5 0.3 0.5 0.5 0.2

16:0 11.6 2.2 13.1 14.3 9.6 12.1

17:0-Ъг 0.5 1.1 . - - .

17:0 1.0 1.7 1.1 1.3 1.7 1.0

18:0 6.4 3.7 8.6 7.0 7.6 7.8

20:0 1.1 0.9 3.3 3.3 2.9 6.8

16:1 16.5 11.1 4.5 4.3 5.6 5.3

18:1 8.0 5.2 4.0 2.3 4.6 2.1

20:1 5.3 3.1 11.5 9.3 15.9 12.0

23:1 3.1 3.2 4.0 6.6 5.6 2.4

18:2(п-6) 1.6 0.3 2.3 2.7 2.7 19

20:3(п-9) 0.7 0.2 2.8 1.9 3.8 3.0

20:3(п-6) 0.6 0.4 13 1.1 1.7 1.0

20:4(п-6) 8.0 3.1 16.8 20.2 16.3 13.0

20:5(п-3) 15.4 28.7 8.8 8.3 4.9 16.0

22:2 НМР 1.4 1.3 3.4 2.3 3.6 2.1

22:5(п-3) 0.5 1.1 1.8 1.2 0.8 1.9

22:6(п-3) 3.6 2.3 4.4 3.6 5.8 3.3

Разветал. 5.1 15.5 0.7 1.2 0.8 0.7

ПНЖК 36.4 41.2 44.8 417 42.1 46.0

Считается, что морские организмы содержат главным образом кислоты шЗ ряда. Однако, поскольку большинство работ было выполнено на животных и растениях из умеренных вод, этот вывод, вероятно, не совсем верен, особенно для тропических районов. Сегодня имеются данные, которые показывают, что

многие тропические организмы (моллюски, рыбы, кораллы и морские водоросли) имеют высокое содержание соб кислот, прежде всего арахидоновой кислоты. Очевидно, что необходимы дальнейшие исследования происхождения и распределения АК в голотуриях и других беспозвоночных.

И. 6. Жирные кислоты морских макрофитов

Морские водоросли небогаты липидами, однако огромная биомасса водорослей и роль которую они играют в экосистемах вызывают интерес к их исследованию. Еще в 30 —х годах Ловерн показал, что для морских растений характерны более длинноцепочечные и более ненасыщенные ЖК, чем для наземных растений. Уже в ранних работах по исследованию ЖК водорослей была замечена связь между составом их ЖК и систематикой.

Нами были исследованы б видов красных, 7 бурых, 2 зеленых, а также 2 вида морских трав.

II. 6.1. Жирные кислоты краевых водорослей. Наибольший интерес эта группа вызывает из —за высокого содержания эйкозапентаеновой кислоты и арахидоновой кислот, уровни которых достигают 72.7% и 34.0%, соответственно (Таблица 10).

Таблица 10. Главные жирные кислоты красных водорослей

Жирные СогаШпа Ьаитепаа /?/!<м/оте//а ТкНосатриз Майасагрш Ра1тапа

Кислоты рИиН/ега трропгса 1апх сгМ1и$ раарюш

14:0 0.6 1.8 2.7 2.4 2.3 4.5

16:0 16.4 16.7 18.4 15.3 20,2 9.6

16:1 1.1 8.9 3.0 3.3 4.1 2.6

16:2 0.4 0.4 0.2 0.2 1.2 0.1

16:4(п-3) 0.1 - 0.4 0.1 0.6 0.2

18:0 0.7 0.1 0.7 0.6 0.9 0.2

18:1(п-9) 5.5 6.0 11.0 3.9 10.7 3.4

18:2(п-б) 2.1 1.6 1.9 0.7 1.7 1.0

18:3(п-3) 2.3 1.5 2.6 0.2 2.7 0.7

18:4(п-3) 1.3 2.6 3.9 . 3.2 2.0

20:3(п-6) 0.3 0.3 1.8 0.3 0.5 0.1

20:4(п-6) 4.5 7.6 10.9 34.0 12.1 2.3

20:4(п-3) 0.5 0.4 0.8 0.3 2.3 0.2

20:5(п-3) 62.0 51.2 37.0 37.8 35.6 72.7

Palmaría stenogona сохраняет высокий уровень ЭПК в течение зимних месяцев. Довольно высоки концентрации 16:0, 16:1 и 18:1. Содержание остальных компонентов не превышает 2 — 3%, хотя у отдельных видов водорослей может быть заметно выше. Количество арахидоновой кислоты у разных видов может отличаться более, чем в 10 раз.

II. 6.2. Жирные кислоты бурых водорослей. Главными компонентами являются кислоты 16:0, 18:1, 18:3(п-3) и 18:4(п — 3), а также АК и ЭПК {Таблица 11). Кроме того, для бурых, как и для красных водорослей, характерно почти полное отсутствие полиненасыщенных ЖК с 16 и 22 углеродными атомами. Количество ЭПК и АК варьирует от 7 до 22% и от 2.6 до 32%, соответственно. Высокие уровни АК, которая обычно не встречается в фотосинтезирующих организмах, вызывают интерес, поскольку АК является незаменимой ЖК для большинства наземных животных. Среди исследованных бурых водорослей обращает на себя внимание Pelvetia wrightii, содержащая 40.5% олеиновой кислоты. Наши данные по составу ЖК бурых водорослей в основном совпадают с литературными, хотя в содержании отдельных кислот можно видеть довольно существенные отличия.

Таблица И. Главные жирные кислоты бурых водорослей

ЖК Pelueña Sargassum Scutosiphon Anaüpus Leathesia Chordaria Laminaría

wñgküi miyabei lamentaría japonlcus ¿ijformis flagelliformis cichoñotdes

14:0 7.0 2.0 2.5 3.0 5.6 4.0 4.6

16:0 11.5 10.9 10.0 13.5 14.3 10.8 8.9

16:l(n-7) 1.5 4.4 1.3 1.1 3.0 0.8 2.7

16:2(n-6) 0.2 0.9 - 0.2 0.2 . 0.1

18:0 0.2 0.3 0.6 1.4 1.6 1.0 0.7

18:l(n-9) 40.5 5.0 5.4 13.0 14.9 8.6 9.2

18:2(n-6) 17.4 4.9 5.1 12.3 6.4 11.0 4.9

18:3(n-6) 0.7 0.8 1.3 1.3 1.1 1.2 1.6

18:3(n-3) 3.6 12.7 9.2 8.9 6.8 11.8 10.1

18:4(пЛ) 1.9 14.2 22.5 13.5 12.2 15.6 20.8

20:3(n-6) 0.8 0.9 0.4 1.0 0.6 0.3 0.3

20:4(n-6) 11.3 15.6 6.9 13.7 7.7 14.0 11.1

20:4(n-3) 0.1 0.7 1.0 1.8 1.2 0.6 1.0

20:5(n-3) 2.6 26.0 32.4 14.8 23.7 19.3 22.6

II. 6.3. Высокий уровень дигомогаммалиноленовой 20:3(п-6) кислоты в Sargassum pallidum

При исследовании жирных кислот бурых водорослей — макрофитов мы обнаружили, что некоторые образцы бурой водоросли Sargassum pallidum содержат от 12.8 до 17.7% ЖК, которая, судя по результатам ГЖХ, являлась дигомогаммалиноленовой (ДГЛК) кислотой. Во всех других бурых водорослях, включая второго представителя рода Sargassum — S. myabei — уровень 20:3(п —6) не превышал 1%. Учитывая важность ДГЛК, которая является предшественником простагландинов 1 серии и эти необычные результаты, мы решили строго доказать строение этой кислоты.

КХ на силикагеле, пропитанном AgN03, выделили фракцию триеновых ЖК, содержащую 70% 20:3 в смеси с кислотами 18:3(п —3) и 18:3(п—6). Индивидуальная кислота 20:3 была выделена ВЭЖХ на колонке с обращенной фазой. Получили 37.5 мг продукта с чистотой выше 99%.

Каталитическое гидрирование этой кислоты дало арахиновую (С20) кислоту. Масс —спектр метилового эфира кислоты дал молекулярный ион 320 v/z, соответствующий эйкозатриенату. УФ—спектр кислоты показал, что она не содержит сопряженных двойных связей, а в ее ИК-спектре не было частот, характерных для транс — этиленовых (960 - 980 см-1) и ацетиленовых (2150 см~ ') связей. Для дальнейшего установления структуры выделенной кислоты использовали озонолиз. ГЖХ метилированных продуктов озонолиза дала два пика, с временами удерживания, характерными для диметилового эфира кислоты С8 и монометилового эфира кислоты Сб. Эти результаты указывают, что ближайшая к карбоксильной группе двойная связь находится в положении 8—9, а длижайшая к метальной группе двойная связь соответствует положении в кислотах об серии. Окончательно заключение о структуре кислоты 20:3 было сделано на основании масс—спетрометрии ее пирролидинового производного. Пирролидиды дали серию пиков с m/z 70, 98, 113, 126, 140, 154, 168, 182, 194, 208, 222, 234, 248, 262, 274, 288 и молекулярный ион с m/z 359. Присутствие в спектре пиков, отличающихся на 12 единиц среди пиков максимальной интенсивности, характерных для фрагментов С7-С8 (m/z 182 и 194), СЮ-СИ (m/z 222 и 234) и С13—С14 (m/z 262 и 274) указывает на наличие двойных связей в положениях С8, С11 и С14. Все эти данные подтвердили, что выделенная из S. pallidum кислота действительно имеет структуру 20:3(п —6).

Кроме 20:3 (n—6), главными ЖК S. pallidum являются линолевая, арахидоновая, пальмитиновая и линоленовая. Обращает на себя внимание превалирование кислот шб серии над аЗ.

II. 6.4. Жирные кислоты зеленых водорослей и морских трав. Основными ЖК Ulva fenestrata и Codium fragile являются 16:0, 18:1 и 18:3{п — 3), каждая из которых составляет более 15% {Таблица 12). Содержание других ПНЖК у этих видов сильно отличается. По литературным данным, уровень 16:4 и 18:4 меняется от 0 до 20%. Нами не была обнаружена кислота 16:3, содержание которой по ряду данных составляет 2—10%. В отличие от красных и бурых водорослей, основную долю в зеленых составляют кислоты с 16 и 18 углеродными атомами (Рис 2), содержание кислот с 20 углеродными атомами значительно меньше и представлены они ЭПК и АК.

Таблица 12. Главные жирные кислоты зеленых водорослей и морских трав

ЖК Ulva Codium Zostera Phyllospadix

fenestrata fragile marina iwatensis

14:0 1.3 1.3 0.8 0.6

16:0 14.1 17.5 15.3 11.9

16:1(п-7) 5.6 2.9 3.8 0.9

16:4(п-3) 7.8 - 0.9 -

18:0 1.2 0.6 1.4 1.2

18:1(п-9) 16.9 17.7 9.7 10.5

18:2(п-6) 3.7 11.0 13.7 6.3

18:3(п-6) 0.7 4.5 0.8 1.4

18:3(п-3) 16.2 18.0 35.2 58.0

18:4(п-3) 12.3 1.9 2.2 0,2

20:4(п-3) 1.0 1.2 0.4 0.2

20:5(п-3) 11.9 4.5 - -

С22 5.0 0.3 11.3 3.8

Жирные кислоты морских трав отличаются от кислот зеленых водорослей. В липидах Zostera marina и Phyllospaáix iwatensis практически не было кислот 16:4 и 18:4. Главной кислотой является линолевая, составляющая 35% у зостеры и 58% у филоспадикса. По составу ЖК морские травы напоминают наземные высшие растения.

Распределение ЖК с различной длиной цепи показывает, что в ряду красные — бурые — зеленые водоросли —морские травы содержание С20—кислот падает с одновременным возрастанием доли С18 —кислот.

80 -I

В Красные водоросли

70

В Бурые водоросли

13 Зеленые водоросли

В Морские j травы !

14

16

18

20

22

Рис. 2. Распределение жирных кислот с разной длиной цепи в макрофитах.

Таким образом, красные водоросли характеризуются высоким уровнем ПНЖК с 20 атомами углерода, в бурых преобладают С18 и С20 ненасыщенные кислоты. Зеленые водоросли отличаются высоким содержанием полиеновых С16 и С18 кислот ©3 серии. В морских травах главными являются ненасыщенные кислоты с 18 атомами углерода.

И. 7. Жирные кислоты морских бактерий родов Alteromonas и Deleya

II. 7.1. Клеточные жирные кислоты бактерий рода Alteromonas

Род Alteromonas был выделен, чтобы объединить морские "Pseudomonas— подобные" организмы, которые имели в ДНК содержание Г+Ц 38 — 50 мол.%. Исследования по гибридизации нуклеиновых кислот показали, что род Alteromonas высоко гетерогенный. Идентификация этих микроорганизмов все еще представляет проблему из —за ограниченной таксономической и морфологической информации и большой внутривидовой изменчивости.

Поэтому мы решили исследовать состав ЖК этих бактерий, т.к. известно дм: ряда других групп этих организмов, что ЖК для них — хороший таксономический маркер.

Еще одной задачей нашего исследования был поиск ПНЖК, главным образом эйкозапентаеновой кислоты, в морских бактериях. Ранее, в основном японскими исследователями, было показано, что некоторые морские бактерии содержат ЭПК.

Были исследованы жирные кислоты 9 штаммов, выделенных из морской среды (обозначенных на Рис. 3 буквами А—Г) и отнесенными общими микробиологическими методами к роду АНетотопаз, и 7 типовых (А. 1ш1ор1апкНз, А. пгдп/аает 1АМ 1310 и 1МС 2227, А. ¡е^аойотя, А. сатгадеепоуога, А. аЯаписа, А. тас1еойи, обозначенное буквами .Г — Р) Идентифицированы тридцать жирных кислот в концентрации, превышающей 0.1%. Основными компонентами оказались кислоты 16:1(п —7), 16:0, 17:1, 15:0, 18:1(п —7} и 17:0. Несмотря на специальные усилия, направленные на поиск ПНЖК, такие кислоты не были обнаружены.

Рис. 3. Сходство между видами АНеготопаз по данным анализа жирных кислот, представленное в виде 3-х мерной диаграммы в координатах трех главных компонент.

Статистический анализ данных методом принципиальных координат показал (Рис. 3), что большинство типовых и морских штаммов, идентифицированных как Alteromonas sp., образуют одну группу, без разделения видов.

Эти результаты вместе с данными о содержанием разветвленных и окси — кислот, а также отсутствие циклопропановых ЖК в альтеромонадах, дает удобный критерий для отличия членов рода от представителей рода Pseudomonas и других морфологически сходных видов. К сожалению, эти данные не позволяют различать виды внутри рода Alteromonas. Тем не менее, жирнокислотный состав может служить как дополнительный маркер для идентификации альтеромонад.

II, 7,2. Жирные кислоты бактерий рода Deleya

В последние годы проводятся интенсивные исследования микроорганизмов — симбиотрофов морских животных. Плотность бактериальных популяций ассоциативно связанных с беспозвоночными, доовольно велика и достигает 4.0 х 105 клеток/грам. С функциональной точки зрения микроорганизмы могут служить животному источником питания или обеспечивать его такими необходимыми элементами питания как жирные кислоты. Из целомической жидкости дальневосточного двустворчатого моллюска Crenomytilus grayanus был выделен штамм КММ 296 (рабочий номер 4МС37) грамотрицательной морской бактерии. Клетки имеют 1—2 полярных жгутика и до 2 латеральных. Молярный процент Г + Ц оснований в ДНК — 65,0. По своим морфологическим, культуральным и физиолога — биохимическим свойствам штамм был идентифицирован как Deleya marina. Бактерии синтезируют высокоактивную внутриклеточную щелочную фосфатазу.

В составе жирных кислот штамма 4МС37 идентифицированы 11 жирных кислот, среди которых доминировали пальмитолеиновая (42,2%), пальмитиновая (28,3%) и цас—вакценовая (20,1%) кислоты. Найдены небольшие количества циклопропановых и оксикислот (Табл. 13). Для сравнения мы включили в таблицу также литературные данные о составе ЖК Deleya halophüa, взятой из работы Skerratt et al., 1991. Из таблицы видно, что жирные кислоты Deleya marina 4МС37 и D. halophüa по наличию основных жирных кислот отличаются мало. Количественные различия можно объяснить разными условиями выращивания и видовой особенностью организма.

В данном случае ЖК состав послужил дополнительным биохимическим критерием для идентификации вида.

Таблица 13. Состав жирных кислот Deleya marina 4МС37 и Deleya halophila

D. marina MC37 D. halophila

Жирные

кислоты (Skei

12:0 2.5 ^

14:0 0.2 0.2

16:0 28.3 25.4

16:1(п-7) 42.2 16.5

17:1-1 . 0.4

12-.0-30H 1.4 .

17:0 0.2

17:1 . 0.5

17:0 Д 3.8 -

18:0 0.3 0.4

18:1(п-11) 0.2 -

18:1(п-7) 20.1 52.2

18:1 (п-5) 0.5 -

19:0 Д - 2.7

20:1 0.2

III. Использование жирных кислот как маркеров пищевых отношений в экосистемах

III. 1. Жирные кислоты как маркеры бактериальных симбионтов в морских двустворчатых моллюсках.

Предварительные эксперименты по исследованию ЖК моллюсков позволили нам предположить, что одновременное высокое содержание цас—вакценовой кислоты 18:1(п —7), ЖК с разветвленной цепью, а также низкие уровни ЭПК и ДГК могут служить надежным биохимическим критерием наличия в двустворчатых моллюсках хемоавтотрофных бактерий. Для проверки этого предположения были исследованы 4 вида моллюсков (Рис 5) из зал. Восток (Японское море). Было найдено, что Pillucina pisidium, в которой ранее Кияшко и сотр., показали присутствие эндосимбионтных сульфидокисляющих бактерии, имеет высокое содержание моноеновых ЖК (40.5%), а Axinopsida orbiculata — 39.1%. Именно высокое содержание моноеновых ЖК отличает эти виды от

обычных моллюсков—фильтраторов. Различия обусловлены, в основном, содержанием ЖК семейства (п~7), главными компонентами которых в исследованных моллюсках были кислоты 16:1(п —7) и цис—вакценовая. Содержание разветвленных ЖК, характерных для бактерий, в моллюсках варьировало от 3.4—7.6%. Очень заметны отличия в содержании ЖК шЗ серии: от 10.7% в P. pisidiam до 28% в Т. lubrica.

Наблюдаемые различия можно объяснить влиянием симбиоза. Такой тип питания приводит к значительным морфологическим изменениям, главное из которых гипертрофическое развитие жабр. Использование цис—вакценовой кислоты, синтезируемой бактериями анаэробным путем, как маркера бактериального симбиоза уже предлагалось другими авторами. Однако хорошо известно, что уровень цис— вакценовой кислоты в бактериях меняется в широких пределах и он не может служить надежным критерием симбиоза. Разветвленные ЖК бактериального типа присутствуют в симбионт— содержащих моллюсках в заметных количествах (5—8%), но происхождение их непонятно, т.к. серуокисляющие бактерия Thiomicrospira сгиподепа не содержит этих кислот. Вероятно их поступление с пищей, поскольку изучаемые моллюски жили на илистом дне, в этом случае часто наблюдается высокое содержание бактерий во взвеси, и накопление разветвленных кислот в липидах беспозвоночных (см раздел ЖК голотурий).

Обычно моллюски —фильтраторы имеют очень низкие уровни разветвленных ЖК и высокие концентрации ©3 кислот. ЭПК является доминирующей кислотой в микро- и макроводорослях, а ДГК характерна для зоопланктона и зообентоса. Таким образом, низкое содержание соЗ кислот, видимо, связано с симбиотическими бактериями

Еще одной особенностью P. pisidiam является накопление НМР диеновых ЖК. Ранее другими авторами было показано обратное соотношение ©3 и НМР кислот в моллюсках. Н.В. Жукова показала, что эти необычные кислоты синтезируются моллюсками "de novo".

Таким образом, наличие симбиотических бактерий приводит к значительным изменениям в ЖК составе ассоциации моллюск —бактерия. В то же время, из литературных данных известны высокие уровни цис—вакценовой кислоты в моллюсках, не имеющих симбионтов, накопление разветвленных "бактериальных" ЖК в беспозвоночных, питающихся донными осадками.

Тропические моллюски могут иметь низкие концентрации шЗ кислот. Наблюдающиеся большие вариации в составе ЖК морских организмов могут достигать значений, характерных для ассоциаций моллюск — бактерия, поэтому только комплекс маркеров служит надежным биохимическим критерием симбиоза.

□ Pillucina pisidium

HAxinopsida orbiculata

□ Reata pulchella

В Theora lubrica

Рис. 4. Распределение основных жирных кислот в моллюсках.

III. 2. Жирные кислоты как маркеры пищевых источников мелководной экосистеме б. Кратерная.

Мелководные гидротермальные системы похожи на глубоководные гидротермы по многим своим характеристикам, однако они могут отличаться по организации пищевой цепи обитающих в ней сообществ. Пищевая цепь, основанная на хемоавтотрофных бактериях, является главной в трофической системе глубоководных сообществ. Мелководные гидротермальные системы имеют большое разнообразие потенциальных источников пищи. Мало известно относительно структуры пищевых цепей этих экосистем. Среди мелководных гидротермов, б. Кратерная (о. Янкича Курильские о-ва) благоприятна для

изучения структуры пищевых цепей. Располагаясь в разрушенном кратере вулкана, эта бухта имеет ограниченный обмен с омывающими остров водами, Следовательно, большая часть пищи формируется в бухте.

Ранее в Институте биологии моря было показано наличие гидротермальных источников в данной бухте, чрезвычайно высокая первичная продукция и высокая плотность макрофауны Некоторые характеристики животных б. Кратерная приведены в Таблице 14.

Таблица 14. Характеристика массовых видов животных б. Кратерная

Виды животных Глубина Биомасса, Сообщество*

обитания, м. г/м^

Ао(Ьогоа

Ceríanthus sp. 8-40 1414 4

Polycbaeta

Amphitrile cirrata 20 16 5

Chone sp. 20-40 68 4

Myxicola infundibulum 20 25 4

Pectinaña hyperborea 35-45 456 6

Crustácea

Balanus crenatus 0 711 1

Gastropoda

Litiorina kurila 0 196 1

Nucella /reycirteífii 0-1 295 1

Bivatvia

Axinopsida orbiculata 20-40 1 5

Hiatella arctica 20.40 146 5

Macoma calcarea 20-40 379 5

Macoma luk'mí 20 605 3

Echínoídea

Strongylocentrotus 1 2384 2

droebachiensis

Holothurioidea

Eupentacia 5-10 45 3

pseudoquinquesemita

Psolus sp. 5-10 1074 3

"Сообщества: 1—Fucus evanensis 4- Balanus czenatus-, 2—Strongylocentrotus droebachiensis; 3— Psolus sp + Macoma lukini, 4— Cerianthus sp 4- Macoma Iuk.ini\ 5 — Macoma calcarea H- Hiatella arctica; б — Pectinaria hyperborea

Пищевые цепи в бухте могут быгь основаны на фитопланктоне, донны? микро- и макроводорослях, эпифитах, микробиальных матах i

свободноживущих или симбиотических хемоавтотрофных бактериях. Метод исследования стабильных изотопов тканей животных, широко используемый ддя изучения роли различных источников пищи в цепях, в данном случае оказался неприменим из — за наличия многих источников с высоким содержанием С02. и различного в них отношения изотопов 13С/,2С

Изучение пищевых цепей возможно также с использовании липидных маркеров. Этот подход основан на специфическом составе ЖК микроорганизмов и морских водорослей, и неспособности животных синтезировать незаменимые ГТНЖК. В представленной работе мы исследовали состав жирных кислот доминирующих видов макрозообентоса б. Кратерная и их потенциальной пищи. Полученные результаты использовали для определения важности различных источников пищи для животных бухты.

III. 2.1. Жирные кислоты источников пищи.

Около 60 жирных кислот были обнаружены и идентифицированы в образцах макрозообентоса и потенциальных источников пищи, собранных в бухте. Только некоторые из жирных кислот были выбраны как маркеры источника питания. Специфические жирные кислоты планктона и сестона показаны на Рис. 5.

30 -г-

ВТ. anguste — lineata И С. dcbilis □ Состоя

Рис. 5. Содержание специфических жирных кислот в диатомеях Т. anguste — lineata, Chaetoceros debilis и в сестоне.

Высокие значения 14:0, 16:0, 16:1(п-7) и 20:5(п —3), относительно низкие концентрации разветвленных жирных кислот, нечетных ЖК и 18:1 (п. —7} наблюдали в планктонных диатомовых водорослях. Т. angoste—lineata была богата 16:4(п-3), 18:4(п-3) и 20:5{п-3) - 48,2 % общих жирных кислот, Chaetoceros debilis имела значительно более низкие уровни этих кислот (11,2 % ), и в ней преобладали ЖК 14:0, 16:0 и 16:1(п-7).

Микробиальные маты были найдены в прибережной и сублиторальной зонах бухты. Прибрежные микробиальные маты были сформированы диатомеей Т. anguste—lineata, синеезелеными водорослями, фототрофной пурпурной бактерией и бесцветной серной бактерией Thiothrix sp. В этих матах были найдены ЖК, типичные для диатомей и бактерий. Д\я диатомей, как в планктоне, так в матах найдены высокие концентрации 14:0, 16:0, 16:1(п—7) и 20:5(п —3). Количество кислоты 16:1 было больше, чем 16:0. В этих матах содержание кислоты 18:1(п — 7) достигало 10.7%, а концентрация разветвленных ЖК достигала нескольких процентов. Главные ЖК пурпурной бактерии из прибрежных матов были 16:0, 16:1(п—7) и 18:1(п — 7).

Основные жирные кислоты литоральных матов, содержащих бесцветную серную бактерию Thiodendron sp, были 16:0 и 16:1(п—7). Сумма разветвленных и нечетных ЖК в этих матах была очень высока (до 14.4% общих жирных кислот). В зависимости от биологического состава альгобактериальных матов наблюдались некоторые различия и в составе ЖК.

Главными жирными кислотами в осадках, собранных в разных местах бухты, были 14:0, 16:0 и 16:1(п — 7), которые вместе составляли 45.1 — 59.5% общих ЖК. Отношение 16:0/16:1(п—7) было низким. С увеличением глубины от 5 до 50 м, концентрация бактериальных ЖК (нечетных и разветвленных) в осадках возрастала с 8.2% до 18.9%, а концентрации 20:5(п — 3) уменьшалась от 13.5% до 3.5%.

Макрофиты отличались от других потенциальных источников пищи высоким уровнем ПНЖК. Большое количество ЭПК (39.2%) было найдено в красной водоросли Turnerella mertensiana. Зеленая водоросль Ulvaiia splendens была богата юЗ ПНЖК: 16:4(п-3), 18:3(п —3) и 18:4(п-3) (40% в сумме). Бурые водоросли содержали высокие уровни С18 и С20 ПНЖК. Главной ПНЖК в Alaría fistulosa и Arthrothamnus bifidus была 18:4(n —3), а в A angusta и Fucus evanescens — 20:4 (n—6).

III. 2.2. Жирные кислоты как маркеры источников пищи

Потенциальные источники пищи в бухте были дифференцированы на основе следующих маркеров: а) отношения 16:0/16:1(п — 7); б) суммы разветвленных жирных кислот; в) концентрации кислоты 18:1(п —7); г) суммы С18 —и С20 ПНЖК; д) концентрации 20:5(п-3); е) концентрации 22:6(п —3). Таблица 15 показывает присутствие этих маркеров в потенциальных источниках пищи

Таблица 15. Характеристика жирнокислотных маркеров в источниках пищи б. Кратерная

Источники пищи 16:0/16:1 Разветв. 18:l(i>-7) ЭПК C18-20 ПНЖК 22:1

Водный слой

Th. anguste'Hneata 0.6 4.0 1.3 24.1 11.2 3.1

Ckaetaceros debilis 0.9 6.2 0.9 10.4 3.6 0.7

Сестон 2.0 5.9 2.3 4.6 8.2 2.2

Микробиальиые маты

Литоральные маты 0.6 4.2 10.7 7.8 6.3 1.2

Пурпурные бактерии 0.4 3.1 29.4 0 1.8 0.1

Th. anguste-üneata 0.8 0.8 2.5 22.6 5.5 1.4

Мат с Thtodendron sp. 0.8 7.5 6.9 4.3 4.0 2.0

Мат с Melosira sp. 0.9 1.2 2.6 5.3 2.5 0.3

Осадки

50 м 2.0 11.8 2.8 3.5 2.8 0.0

30-40 и 0.7 10.6 6.9 4.0 4.0 0.7

5 м 0.6 2.7 2.2 13.4 6.0 2.0

Макрофиты

Tumereíla meriensiana 4.5 0.8 0.9 39.2 6.8 0.0

Utvaria spleniens 4.4 1.3 0.0 1.4 39.3 0.0

Alaria augusta 2.2 2.0 0.0 9.0 47.5 0.0

Alaria fistulosa 1.7 2.5 0.0 19.6 40.1 0.0

Arthrolhamrius bifidus 5.1 0.8 0.0 17.2 56.6 0.0

Fucus evanescerts 8.3 0.2 0.0 10.0 35.4 0.0

Мы использовали отношение 16:0/16:1(п —7) как маркер диатомовых водорослей и бактерий. Отношение было меньше единицы в планктонных диатомеях, большинстве микробиальных матов и осадков, и превышало 2 в сесгоне и варьировало от 1.7 до 8.3 в макрофитах.

Присутствие в пище большого количества бактерий приводило к накоплению высоких концентраций 18:1 (п—7), разветвленных и нечетных жирных кислот.

Липиды микробиальных матов и донные осадки были богаты бактериальными ЖК. Содержание кислоты 18:1{п — 7) составляло до 10.7% общих ЖК в прибрежных микробиальных матах, 2.2—6.9% в осадках, 0.9—1.3% в планктоне и 2.3% в сестоне. Из всех макрофигов цис—вакценовая кислота найдена только в красной водоросли Т. mertensictna (0.9%). Суммарная концентрация разветвленных кислот была наибольшей в осадках на глубине 40—50 м (10.6 — 11.6% общих ЖК). Их концентрация составляла 4.0 — 6.2% в планктоне, 0.8—7.5% в микробиальных матах и 0.2—2.5% в макроводорослях.

Присутствие в пище значительного количества бурых водорослей обуславливает в ней высокую концентрацию С18 и С20 ПНЖК. Бурые водоросли содержали до 56.6% этих кислот, в то время как в планктонных диатомеях, микробиальных матах и осадках количество этих кислот варьировало от 1.8 до 11.2%.

ЭПК была найдена в высокой концентрации в планктонных диатомеях (10.4 — 24.1% общих кислот), бурых и красных макрофитах (9—19.6% и 39.2% соответственно), тогда как в микробиальных матах и осадках ее уровень был ниже. Концентрация 22:6(п—3) была низка во всех потенциальных источниках пищи и не превышала 3.1%.

III. 2.3. Жирнокислотные маркеры в макрозообектосе

Жирнокислотные маркеры макрозообентоса приведены в Таблице 16. Отношение 16:0/16:1(п —7), изменялось от 0.6 в двустворке М. calcaiea до 6.6 в гастроподе N. reycinettii. Все животные в бухте могут быть разделены в две группы: с отношением 16:0/16:1(п — 7) меньше 2 и с отношением выше 2.

Соотношение этих кислот было меньше 2 у большинства животных. Они содержали только 2.7 — 9.7% С18 —С20 ПНЖК и в среднем меньше 22:6(п —3). Многие из их имели также повышенный уровень из о— и антеизо — кислот или 18:1(п—7). Однако в двустворчатых моллюсках М. calcarea и М. lukiní, а также в балянусе В. сrenatus бактериальные ЖК присутствовали в низкой концентрации.

Мало бактериальных ЖК было найдено в двустворке Муа uzencnsis, гастроподе L. kurila и N. ñeycinettii, коралле Cerianthus sp„ и полихете Myxicola ínfundibulum, которые имели отношение 16:0/16:1(11 — 7) больше 2. Некоторые животные из этой фуппы содержали большие количества С18 и С20 ПНЖК, другие имели высокие концентрации 22:6(п —3).

Таблица 16. Характеристика жирнокислотых маркеров в животных б. Кратерная.

Вид 16:0/16:1 Разветвл. 18:l(n-7) 20:5(n-3) C18-C22 ПНЖК 22:6(n-3)

Ceríanthus sp. 4.0 2.4 2.2 14.4 3.2 27.8

Amphilrile arrala 10 4.7 4.5 22.5 2.7 5.2

Chone sp. 0.8 4.6 4.6 14.5 6.2 14.8

Myxicola 3.0 2.4 2.7 20.0 6.6 22.7

infundíbulum

Pectinaria hiperbórea 2.0 13.4 6.3 11.9 5.3 3.7

Balanus crenatus 1.7 0.1 2.6 31.4 5.6 9.2

Littorina kunla 3.1 0.6 1.2 22.6 18.3 0.7

Nucella freycinettii 6.6 0.9 1.0 22.4 10.0 2.8

Axinopsida orbículata 0.8 2.2 24.0 4.3 7.0 3.2

Hiatella arctica 2.1 3.2 2.4 20.7 5.4 7.9

Macoma calcarea 0.6 3.6 1.6 26.8 5.6 3.9

Macoma ¡ukíni 1.3 2.7 1.8 24.3 6.1 8.7

Mya uztricnsis 3.7 2.3 2.2 22.5 6.8 13.5

Stiongylocer.trotus 1.7 2.0 4.7 14.8 8.8 0.7

drcebackiensis

Eupentacta 0.3 24.9 2.8 24.8 3.9 2.3

pseudoquinquesemita

Psolus sp. 0.9 20.1 1.5 34.2 5.7 1.1

Дендрограмма сходства профилей маркеров для макрозообентоса показывает 7 группировок при критическом уровне 75 процентов (Рис. 6).

Кластер I включает всех доминирующих в биоценозе бухты двустворок, полихету A. cirratc и балянуса В. crenatas. Эти животные имели высокий уровень 20:5(п —3) и низкую концентрацию ЖК, характерных для бактерий и макрофитов. Отношение 16:0/16:1 {п — 7) у этих животных было главным образом меньше 2. Сходные профили маркеров наблюдались для животных из кластеров Я и III, однако они имели самую высокую концентрацию С18 и С20 ПНЖК. Кластер IV включает животных, имеющих наибольший уровень разветвленных кислот. В кластер V входит один вид — полихета Pectinaria hypeibotea, которая имела высокие концентрации бактериальных кислот, и ЖК, характерных для диатомовых. Кластер VI включает полихету Chone sp. и два вида с наивысшей концентрацией 22:6(п —3) — корал Cerianthus sp. и полихету М. iníundibulum. В кластер VII попал двустворочный моллюск A. orbículata, которая имела самую высокую концентрацию 18:1 (п — 7) и самую низкую концентрацию ПНЖК.

II

III

IV

V

VI

VII

М. са1сагеа В. стела М. ]иЫЫ Н. агсУса М. игепегом А. сшаи

¿гоеЪасЫепйЬ

Ь кип]& N. /геус1пе«н Е. р«еи<Яояитчие5еп»£а РвоЗиа зр. Р. ЬурегЬогеа СЬопе ер. СейаЫЬиз зр. М. 11^ипсИЬи1ит А. отЫси!а1а

Рис. 6, Уровень сходства профилей жирнокислотных маркеров по результатам кластерного анализа.

Бактериальные ЖК были обнаружены в высокой концентрации в полихете Р. ЬурегЬогеа, голотуриях В. рзеЫодшщаезетНа и РбоШ Бр. В то же время у этих животных были найдены высокие концентрации 20:5(п—3). При кластерном анализе эти животные попали в 2 кластера, IV и V, расположенные близко к друг Другу, но отдаленные от других.

Полихета Р. ЛурегЬогеа питается донными осадками. Наблюдалось сходство в профилях маркеров Р. ИуретЬотеа и осадков (Рис. 7). Уровни бактериальных кислот в осадках и Р. ЬурегЬогеа были очень високи, в то время как в других животных (за исключением голотурий) их концентрации были намного ниже. Следовательно, осадки, богатые бактериальными и аг^ех'зо кислотами,

являются пищей для Р. 11урегЬогеа. Что касается концентрации ЭПК, то она, вероятно, поступает из микроводорослей. Судя по составу ЖК, роль макрофитов и животных в пихце Р. ЬурегЬогеа была незначительной.

Рис. 7. Распределение маркеров в осадках и Pectinaria hyperborea.

Е. pseudoquinqnesemita и Psolus sp. показали необычные профили ЖК. В этих животных были найдены большие количества разветвленных жирных кислот (24.9%) и ЭПК (34.2%). Концентрация 1б:1(п —7) заметно превышала 16:0. Такая комбинация маркеров может наблюдаться у животных, использующих в пищу диатомовые водоросли и большое количество бактерий или микробиальных матов. Можно предположить, что данные голотурии питаются диатомеями, а бактерии участвуют в переработке пищи, гак как в содержимом кишечника наблюдались живые бактерии.

ЖК маркеры оказались полезными в изучении эндосимбиоза, так как симбиотические бактерии производят значительные изменения в жирном кислотном составе "хозяина". Животные, имеющие симбиотических бактерий, имеют высокие концентрации бактериальных ЖК и низкие концентрации ПНЖК (см. предыдущий раздел). Только один вид двустворчатых моллюсков Axinopsida orbiculata показал наличие маркеров симбиоза. Этот моллюск попал в кластер VII, удаленный от всех других. Данные результаты подтверждают морфологические данные.

За исключением морского ежа S. droebachiensis, другие животные бухты не используют бактерии из микробиальных матов в значительных количествах.

Среди маркеров отношение 16:0/16:1 (п.—7) представляет особый интерес. Превалирование 1б:1(п — 7) показано для диатомовых водорослей и многих бактерий. Высокие концентрации этой кислоты были обнаружены в животных, которые питаются планктоном, богатым диатомеями. Питание диатомеями приводит к значительному уменьшению отношения 16:0/16:1 (п.—7). Тот же самый эффект можно ожидать при питании бактериями с низким отношением 16:0/16:1(п— 7). Мы полагаем, что животные, имеющие отношение 16:0/16:1(п —7) близкое к 1, высокие концентрации 20:5(п—3) и низкие — бактериальных ЖК, используют в пищу планктонные диатомеи.

Состав ЖК доминирующих видов макрозообентоса показывает, что диатомеи являются главным источником пищи в бухте. Двустворчатые моллюски М. lukini и М. calcarea содержат главным образом маркеры диатомей. ЖК профили этих видов были подобны профилю Т. anguste—üneata.

На основе отношения 16:0/16:1{п—7) и уровня 20:5(п—3), мы полагаем что диатомеи — доминирующий источник пищи для голотурий Е. pseu.doqamqu.esem.ita и Psolas sp. Донные диатомеи — важная пища и для полихет P. hypeiborea и A. cirrata. Косвенным доказательством питания 5. dioebachiensis микроводорослями служит небольшой размер морского ежа. Известно, что после смены питания с макрофитов на микроводоросли размер 5. dioebachiensis падает в несколько раз. В дополнение к перечисленным видам, диатомеи важный компонент пищи для Chone sp., В. crenatus, Hiatella arctica, и Mya uzenensis. Все эти виды могут составлять от 57,4% до 93,5% биомассы различных сообществ бухты.

При выяснении роли макрофитов в пищевых цепях именно ПНЖК обычно служат как специфические маркеры. Присутствие зеленых водорослей в диете связывают с наличием кислоты 16:4(п-3), а морских трав — с 18:2(п —6) и 18:3(п —3).

Бурые водоросли образуют в б. Кратерная большие заросли. Мы использовали сумму С18 и С20 ПНЖК как маркер этого компонента пищи. Высокие концентрации С38 и С20 ПНЖК были обнаружены в гастроподах X. kurila и N. freycinettii, которые составили кластер III, поскольку состав ЖК моллюсков и фукуса оказался сходным. ЖК состав L. kurila собранной около

шдротермов и далеко от них, был сходен. Это означает, что бактерии и диатомеи не вносят существенного вклада в питание L. kurila, несмотря на изобилие эпифитных диатомей.

N. freycinettii считается хищником, но образцы, собранные из бухты, содержали ЖК характерные для растений. Обычная для хищников кислота 22:6(п —3) в N. freycinettii присутствовала в небольшом количестве. Основная пища для N. freycinettii — В. crenatus, но этот источник может быть недостаточен. Можно предположить, что N. freycinettii кормится также на бурой водоросли F. evanescens.

Кластер II включает L. kurila и N. freycinettii, и близок к кластеру III; включающему морского ежа S. droebachiensis, который имел ЖК маркеры характерные для макрофитов, наряду с маркерами бактериай и диатомей.

Мы использовали 22;6(п — 3} как маркер для хищников. Высокая концентрация этой жирной кислоты была найдена в коралле Cerianthus sp. и полихете Myxicola infundibulum. Жирнокислотные профили этих животных отличались от профилей других животных. Вместе с полихетой Chone sp., которая содержала и другие маркеры кроме 22:6(п — 3), они составили кластер VI.

Использование различных источников пищи предполагает присутствие нескольких маркеров (Рис. 8).

Рис. 8. Распределение маркеров в Муа uzenensis, Nucella freicinettii, Baianus crenatus и Chone sp.

Поэтому можно сделать вывод, что гастропода N. freycinettli, балянус В. crenatus, двустворка Муа uzenensis, морской еж S. droebachiensis и полихета Chone sp. потребляют пищу из нескольких источников. Chone sp. накапливает кислоты 18:1{п—7), 20:5(п—3) и 22;6(п—3), что указывает на смешанное питание бактериями, водорослями и животными. В. crenatus судя по составу ЖК кормится диатомеями и зоопланктоном и не использует в пищу бактерии.

Вклад различных источников питания в пищевую цепь мелководной гидротермальной экосистемы был оценен с использованием ЖК как маркеров. Маркеры были отобраны по результатам анализа состава ЖК потенциальных источников пищи в б. Кратерная. Большинство животных имело маркеры, характерные для диатомовых водорослей: отношение кислот 1б:0/1б:1(п—7) близкое к 1 и высокое содержанием ЭПК. Мы предполагаем, что двустворчатых моллюсках M. calcarea и M. lukini, полихегы Amphitrite cirrata и Pectinaria hyperborea, голотурии E. pseudoquinquesemita и Psolus sp. питаются главным образом диатомовыми водорослями. Жирные кислоты, характерные для бактерий — разветвленные, с нечетным числом углеродных атомов и 18:1(п—7) — были найдены в значительных количествах в двустворчатом моллюске Axinopsida oibiculata, голотурии E. pseudoquinquesemita и Psolus sp., в полихете P. hyperborea, из чего был сделан вывод о существенном вкладе бактерий в питание этих животных. Высокая концентрация С18 — С20 ПНЖК, предложенная как индикатор присутствия в пище бурых морских водорослей, была в гастроподе L. kurila.

Несмотря на то, что бактерии более важны как источник пищи в б. Кратерная, чем в других типичных морских экосистемах, главным источником пищи в бухте являются фотосинтетические организмы, а не хемосинтетические симбионты, как это имеет место в глубоководных гидротермах.

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование современных методов изучения жирных кислот, основанных на применении капиллярной ГЖХ и ГЖХ — масс — спектрометрии, вместе с традиционными химическими методами, позволяет быстро и относительно просто получить информацию о тонком составе ЖК, включающую распределение изомеров положения и конфигурации двойных связей, а также

наличия компонентов с различными функциями и длиной цепи, превышающей 30 углеродных атомов.

Приведенные выше примеры составов жирных кислот в морских организмах показывают существование специфики в их распределении. Она может заключаться в наличии редких жирных кислот (С20 и С22 НМР; 24:5(п —6) и 24:6(п—3); 23:1; 26:2 и 26:3 НМР и ряд других), или накоплении обычных кислот в высоких концентрация (накопление эйкозапентаеновой кислоты в красных водорослях или наличие высокого уровня тех или других ЖК семейства е>6 в кишечнополостных).

Использование собственных и литературных данных о распределении ЖК позволяет сделать заключение о закономерностях и охарактеризовать типы, классы и отряды (порядки) организмов. На основании детального анализа состава ЖК животных, а также организмов, являющихся пищей для них, возможно объяснение наличия отдельных ЖК или групп кислот или за счет питания, или за счет действия собственных ферментных систем (десатураз и элонгаз), модифицирующих жирные кислоты. Наличие симбиотических хемосинтезирующих бактерий приводит к очень существенным изменениям состава ЖК "хозяина".

Комплексные гидробиологические исследования и биохимическое изучение липидных характеристик организмов в сложных экосистемах позволяют сделать достаточно обоснованные выводы о пищевых отношениях в данной системе и оценить роль различных пищевых источников. В частности, удалось оценить степень важности хемосинтезирующих бактерий в мелководной гидротермальной экосистеме б. Кратерной.

Еще одним результатом проведенных исследований можно считать получение данных о содержании отдельных жирных кислот, имеющих препаративное значение, которые могут использоваться в медико — биологических исследованиях. К таким кислотам относятся: тетракозаполиеновые кислоты и различные представители соб кислот в кишечнополостных, ЖК нерегулярного строения в моллюсках и мшанках, кислота 23:1 в голотуриях, семейство С26— СЗО неметиленразделенных кислот в губках, эйкозапентаеновая кислота в красных водорослях, эйкозатриеновая 20:3(п —6) кислота в одном из видов бурых водорослей.

V. выводы

1. Исследовано распределение жирных кислот в липидах представителей основных типов морских беспозвоночных: губках; кишечнополостных (рифообразующие кораллы, восьмилучевые кораллы, шестилучевые кораллы); моллюсках (брюхоногие, двустворчатые); иглокожих (морские ежи, голотурии, звезды, офиуры, морские лилии); мшанках, а также морских водорослях и бактериях. Показано, что качественный и количественный состав ЖК является обычно характерным для типов (отделов) и классов. В ряде случаев ЖК могут использоваться как хемосистематические признаки на уровне отрядов, семейств и родов.

2. Отличительной чертой липидов донных беспозвоночных является высокий уровень не только кислот семейства (п—3), таких как ЭПК, что характерно для морских пелагических организмов, но и ЖК семейства (п—6), более характерных для пресноводных и наземных животных.

3. Показано, что одновременное высокое содержание цис — вакценово» кислоты 18:1 (и —7), жирных кислот с разветвленной цепью, а также низки« уровни ЭПК и ДГК могут служить надежным биохимическим критериев наличия в двустворчатых моллюсках хемоавтотрофных бактерий.

4. Особенности состава ЖК отдельных видов организмов позволяю! использовать их как маркеры д\я изучения пищевых взаимоотношений I морских экосистемах.

5. Обнаружены, выделены и химически охарактеризованы две полиеновьи кислоты 24:5(п —6) и 24:б(п —3) из кишечнополостных и изучено ю распределение в морских беспозвоночных. В типе Сшс1апа ТПК являютс: характерными только для представителей подкласса восьмилучевые коралль (отряды йогдопапа, А1суопапа, Реппа(:и1апа и Не1шроп<За), где их содержав» варьирует от 2% до 24%. Кроме того, эти компоненты характерны для липидо; мшанок, некоторых крабов и двух классов иглокожих. Впервые показано стол широкое распределение этих редких ЖК. Из пресноводных байкальских губо: была выделена новая ЖК, ее структура определена рядом химических 1 физико-химических методов как 26:3 Д5с,9с,191.

6. Разработан ряд методов исследования ЖК: двумерная ТСХ меченных 14( МЭЖК, ГЖХ МЭЖК в виде производных фторированных спиртов, масс-

спектрометрии диссоциативного захвата электронов пентафторбензиловых эфиров ЖК.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Дембицкий В.Б., Светашев В.И., Васьковский В.Е. Липиды морского происхождения I, Необычный лзшид из губки Halichondria panicea. // Биоорг. химия. 1977. Т. 3. N 7. С. 930-933.

2. Челомин В.П., Светашев В.И., Ромашина Н.А., Сова В.В. Липидный состав плазматической мембраны клеток эмбрионов морского ежа Strongylocentrotüs intermedius в процессе раннего эмбриогенеза. // Виол. моря. 1977. N 3. С. 75 — 80.

3. Чам Н.Л., Хунг Н.К., Стехов В.Б., Светашев В.И. Фосфолипиды и жирные кислоты роговых кораллов. // Биол. моря. 1981. N 6. С. 44 — 47.

4. Васьковский В.Е., Светашев В.И., Хотимченко С.В. Избирательное расщепление и поглощение липидов в пищеварительном тракте морского ежа Strongylocentrotüs intermedias. // Ж. эвол. биохим. и физиол.. 1982. Т. 18. N 5. С. 519-522.

5. Хотимченко С.В., Светашев В.И. Сравнительное исследование жирных кислот макрофитов Японского моря // Биол. моря. 1983. N 5. С. 45 — 50.

6. Елькин Ю.Н., Воинов В.Г., Высоцкий М.В., Светашев В.И. Анализ жирных кислот методом масс — спектрометрии диссоциативного захвата электронов. // Биоорг. химия. 1985. Т. 11. N 5. С. 674-676.

7. Хотимченко С.В., Высоцкий М.В., Светашев В.И., Васьковский В.Е. Диацилглицеро — 4'—О — (N,N,N—триметил)гомосерин в зеленых водорослях — макрофитах. // Биоорг. химия. 1985. Т. 11. N 1. С. 108-112.

8. Латышев Н.А.. Нгуен Ким Хунг. До Туэт Нга. Светашев В.И. Состав и сезонные изменения фосфолипидов альционарий. // Биол. моря. 1986. N 3. С. 52-56.

9. Елькин Ю.Н., Воинов В.Г., Высоцкий М.В., Светашев В.И. Определение жирных кислот методом масс — спектрометрии диссоциативного захвата электронов. // Ж. аналит. химии. 1987. Т. 42. N 12. С. 2232-2235.

10. Хотимченко С.В., Светашев В.И. Жирные кислоты морских макрофитов. // Биол. моря. 1987. N 6. С. 3- 15.

11. Высоцкий М.В., Светашев В.И. Обнаружение тетракозагексаеновой (24.6соЗ) кислоты в липидах морских кишечнополостных. // Биоорг. химия. 1989. Т. 15. N 8. С. 1133-1136.

12. Макарьева Т.Н., Денисенко В.А., Светашев В.И., Высоцкий М.В., Стоник В.А. Цереброзиды дальневосточной губки Hymenyacidon assimilis. // Химия природн. соедин. 1989. N 5. С. 634 - 639.

13. Хотимченко C.B., Светашев В.И., Васьковский В.И., Пржеменецкая В.Ф. Возможные причины расхождения сведений о содержании арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот у красной водоросли Cracilaria verrucosa. // Биол. моря. 1989. N 5. С. 68-70.

14. Высоцкий М.В., Попков А.А., Светашев В.И. Тетракозапентаеновая (24.5ш6) кислота в липидах морских кишечнополостных. // Биоорг. химия. 1990. Т. 16. N 2. С. 250-253.

15. Иванова Е.П., Михайлов В.В., Плисова Е.Ю., Балабанова Л.А., Светашев

B.И., Высоцкий М.В., Степаненко В.И., Рассказов В.А. Характеристика штамма морской бактерии Deleya marina — ассоцианта мидии Crenomytilus grayanus, продуцирующего высокоактивную щелочную фосфатазу. // Биол. моря. 1994. Т. 20. N 5. С. 340 - 345.

16. Высоцкий М.В., Светашев В.И. Жирные кислоты мшанки Flustra sp. // Биол. моря. 1996. Т. 22. N 1. С. 55-57.

17. Иванова Е.П., Михайлов В.В., Киприанова Е.А., Леванова Г.Ф., Гарагуля А.Д., Фролова Г.М. и Светашев В.И. Alteromonas etyakovii sp. nov. — новый вид бактерий выделенный из морских моллюсков. // Биол. моря. 1996. Т. 22. N 4

C. 231-237.

18. Chelomin V.P., Svetashev V.I. Lipid composition of subcellular particles of see urchin eggs Strongylocentrotus intermedias. // Сотр. Biochem. Physiol. 1978. V. 60E N. 1. P. 99-105.

19. Kozhina V.P., Terekhova T.A., Svetashev V.I. Lipid composition of gametes anc embrios of the sea urchin Strongyiocentrotus intermedius at early stages о development. // Develop. Biol. 1978. V. 62. N 2. P. 512-517.

20. Dikarev V.P., Svetashev V.I., Vaskovsky V.E. Noctiluca miliaris — one morí protozoan with unusual lipid composition. // Сотр. Biochem. Physiol. 1982. V. 72B N 1. P. 137- 140.

21. Svetashev V.I., Vysotsky M.V., Elkin Yu.N., Voinov V.G., Krasikova I.N. Determination of fatty acid composition in lipid mixtures by means of dissociative electrone capture mass — spectrometry. // F.E.C.S. Third International Conference on Chemistry and Biotechnology of Biologically Active Natural Products. September 16-21, 1985. Sofia, Bulgaria. 1985. V. 4. P. 52-56.

22. Svetashev V.I., Zhukova N.V. Analysis of labelled fatty acid methyl esters by argentation and reversed—phase two—dimensional thin —layer chromatography. //J. Chromatogr. 1985. V. 330. N 2. P. 396-399.

23. Zhukova N.V., Svetashev V.I. Non—methylene —interrupted dienoic fatty acids in molluscs from the Sea of Japan. // Comp. Biochem. Physiol. 1986. V. 83B. N 3. P. 643-646.

24. Svetashev V.I., Popkov A.A., Vysotskii M.V. Fatty acids of marine coelenterates. Occurence of tetracosapentaenoic (24.5o6) and tetracosahexaenoic (24.6©3) acids. // 5—th International Conference on Chemistry and Biotechnology of Biologically active compounds. 1989. Varna, Bulgaria. 1989. V. 2. P . 305 - 309.

25. Vysotskii M.V., Imbs A.B., Popkov A.A., Latyshev N.A., Svetashev V.I. Trans -olefinic very—long —chain fatty acid (26.3A5c,9c,19t) in lipids of fresh—water sponges of lake Baikal. // Tetrahedron Lett. 1990. V. 31. N 30. P. 4367-4370.

26. Latyshev N.A., Naumenko N.V., Svetashev V.I., Latypov Y.Ya. Fatty acids of reef-building corals. // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1991. V. 76. P. 295-301.

2?. Svetashev V.I., Levin V.S., Cham Ngok Lam, Do Tuet Nga. Lipid and fatty acid composition of holothurians from tropical and temperate waters. // Comp. Biochem. Physiol. 1991. V. 98B. N 4. P. 489-494.

28. Vysotskii M.V., Svetashev V.I. Identification, isolation and characterization of tetracosapolyenoic acids in lipids of marine coelenterates. // Biochim. Biophys. Acta.

1991. V. 1083. P. 161-165.

29. Berdyshev E.V., Getmanova O.E., Svetashev V.I. and Kubanin A.A. The heptadecanoic fatty aldehyde — one of the main aldehydes of the Far—Eastern Bryozoa. // Comp. Biochem. Physiol. 1992. V. 102B. N 3. P. 639-641.

30. Zhukova N.V., Kharlamenko V.I., Svetashev V.I. and Rodionov I.A Fatty acids as markers of bacterial symbionts of marine bivalve molluscs, // J. Exp. Mar. Biol. Ecol.

1992. V. 162. P. 253-263.

31. Kharlamenko V.I., Zhukova N.V., Khotimchenko S.V., Svetashev V.I. and Kamenev G.M. Fatty acids as markers of food sources in a shallow—water

hydrothermal ecosystem (Kraternaya Bight, Yankich Island, Kurile Islands). // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1995. V. 120. P. 231 -241.

32. Svetashev V.l., Vysotskii M.V., Ivanova, E.P., Mikhailov V.V. Cellular fatty acids of A/feromonas species. // Syst. Appl. Microbiol. 1995. V. 18. N 1. P. 37 - 43.

33. Svetashev V.l., and Vysotskii M.V. Fatty acids of Heliopora sp. and chemotaxonomic significance of tetracosapolyenoic acids in coelenterates. // Comp, Biochem. Physiol. 1997, принята в печать.