Στην παρούσα εργασία η τεχνική της φασματομετρίας μάζας με ιοντισμό εκρόφησης υπερηχητικής εκνέφωσης (Desorption Sonic-Spray Ionization Mass Spectrometry, DeSSI-MS) αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε για πρώτη φορά με σκοπό την γρήγορη ανάλυση κυττάρων C. reinhardtii CC-1690 και Synechocystis sp PCC 6803 τα οποία είχαν αναπτυχθεί υπό διάφορες συνθήκες στρες. Η προετοιμασία των δειγμάτων ήταν ελάχιστη και περιελάμβανε την πλύση των κυττάρων με απιονισμένο νερό με σκοπό την απομάκρυνση των συστατικών των θρεπτικών διαλυμάτων. Δεν εφαρμόστηκαν πρωτόκολλα εκχύλισης για την εξαγωγή μορίων από τα κύτταρα πριν την ανάλυσή τους με φασματομετρία μάζας. Κατά την ανάλυση των κυττάρων με φασματομετρία μάζας με ιοντισμό εκρόφησης υπερηχητικής εκνέφωσης, λήφθηκαν φάσματα μάζας τόσο στον θετικό όσο και στον αρνητικό ιοντισμό τα οποία παρείχαν πληροφορίες σχετικά με τα μεμβρανικά λιπίδια των κυττάρων. Τα μεμβρανικά λιπίδια τα οποία ανιχνεύτηκαν ήταν: μονογαλακτoζυλο-διακυλογλυκερόλη (MGDG), διγαλακτοζυλο-διακυλογλυκερόλη (DGDG), φωσφατιδυλο-γλυκερόλη (PG), σουλφοκινοβοσυλο-διακυλογλυκερόλη (SQDG), φωσφατιδυλο-ινοσιτόλη (PI) και 1,2-διακυλογλυκερυλο-3-Ο-4’-(Ν,Ν,Ν-τριμεθυλο)-ομοσερίνη (DGTS).
Η επίδραση των τοξικών μετάλλων (Cd(II), Pb(II)) και μεταλλοειδών (As(III), As(V)), υπό διάφορες συγκεντρώσεις, στα μεμβρανικά λιπίδια των κυττάρων C. reinhardtii μελετήθηκε και τα αποτελέσματα υποδεικνύουν πιθανή αναδιοργάνωση των λιπιδίων των μεμβρανών και μείωση της ακορεστότητάς τους η οποία επάγεται από την παρουσία αυτών των μετάλλων και μεταλλοειδών.
Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση της στέρησης αζώτου από το θρεπτικό υλικό των κυττάρων Synechocystis sp PCC 6803 και βρέθηκε ότι αυτή η αλλαγή επηρεάζει την φυσιολογική μετατροπή συγκεκριμένων μεμβρανικών λιπιδίων, από περισσότερο ακόρεστα σε λιγότερο ακόρεστα. Τα κύτταρα τα οποία αναπτύχθηκαν υπό στέρηση αζώτου όταν επαναιωρήθηκαν σε φυσιολογικό θρεπτικό υλικό με άζωτο, κατάφεραν να επανέλθουν στην αρχική τους κατάσταση και η μετατροπή συγκεκριμένων μεμβρανικών λιπιδίων από περισσότερο ακόρεστα σε λιγότερο ακόρεστα ήταν ξανά ορατή.
(EL)
In this thesis, Desorption Sonic-Spray Ionization Mass Spectrometry (DeSSI-MS) was developed and applied for the rapid analysis of C. reinhardtii CC-1690 and Synechocystis sp. PCC 6803 cells under different growth conditions. The sample preparation of the cells was minimal and only involved the washing of cells with water to remove media components. No extraction protocols were used prior to mass spectrometric analysis of these cells. Under these conditions, mass spectra in positive and negative ion mode were obtained and membrane lipids such as monogalactosyldiacylglycerol (MGDG), digalactosyldiacylglycerol (DGDG), phosphatidylglycerol (PG), sulfoquinovosyldiacylglycerol (SQDG), phosphatidylinositol (PI) and 1,2-diacylglyceryl-3-O-4’-(N,N,N- trimethyl)-homoserine (DGTS) were detected.
The effect of toxic metals (Cd(II), Pb(II)) and metalloids (As(III), As(V)) under various concentration on membrane lipids of C. reinhardtii cells was studied and the obtained results indicate possible membrane lipid reorganization and reduction induced by these metals.
Also, the effect of nitrogen deprivation on Synechocystis sp. PCC 6803 cells was investigated and it was found that physiological conversion of membrane lipids from more unsaturated to less unsaturated was disrupted, however, upon resuspension in N-containing medium the cells culture was able to return to its normal state.
To the best of our knowledge this is the first time that DeSSI-MS was applied for membrane lipid analysis of cells grown under different stress conditions.
(EN)
University of Crete
