Некоторые физико-химические характеристики мареннин-подобного пигмента, синтезируемого морской диатомовой водорослью Haslea karadagensis (Bacillariophyta)

Мареннин и мареннин-подобные пигменты, продуцируемые некоторыми представителями диатомовых водорослей рода Haslea, представляют собой уникальные водорастворимые соединения, обладающие рядом ценных свойств. Химическая структура пигментов этой группы до сих пор не раскрыта. Данные о физико-химических характеристиках мареннина получены преимущественно для одного вида – H. ostrearia. За последние полтора десятилетия описаны четыре новых мареннин-продуцирующих вида, что открывает перспективу изучения биоразнообразия рода Haslea и соответственно разнообразия мареннинов. Мареннин-продуцирующие представители диатомовых рода Haslea накапливают пигмент в апикальных концах клеток, а также выделяют его во внешнюю среду, благодаря чему она приобретает зеленовато-синий цвет. Роль мареннина в функционировании клеток диатомовых неизвестна, но можно допустить, что пигмент, не участвующий в фотосинтезе и поглощающий свет преимущественно в ультрафиолетовой, фиолетовой и красной областях, является фотопротектором. Химический состав и спектральные характеристики мареннинов, продуцируемых разными видами Haslea, слегка различаются. В то время как у некоторых видов, особенно у H. ostrearia, физико-химические свойства мареннина описаны достаточно обстоятельно, пигмент H. karadagensis – эндемика Черного моря – остается практически неисследованным. В работе представлены в сравнении характерные для заданных условий спектрофотометрические и физико-химические показатели мареннинов H. karadagensis и H. ostrearia. Определены значения кажущихся констант диссоциации и изобестических точек для мареннинов обеих диатомей.

1. Gastineau R., Davidovich N.A., Bardeau J.-F., Caruso A., Leignel V., Hardivillier Y., Jacquette B., Davidovich O.I., Rincé Y., Gaudin P., Cox E.J., Mouget J.-L. Haslea karadagensis (Bacillariophyta): a second blue diatom, recorded from the Black Sea and producing a novel blue pigment. Eur. J. Phycol. 2012;47(4):469–479.

2. Неврова Е.Л. Разнообразие и структура таксоценов бентосных диатомовых водорослей (Bacillariophyta) Черного моря. Севастополь: ФИЦ ИнБЮМ; 2022. 329 с.

3. Pouvreau J.-B., Morançais M., Fleury F., Rosa F., Thion L., Cahingt B., Zal F., Fleurence J., Pondaven P. Preliminary characterisation of the blue-green pigment “marennine” from the marine tychopelagic diatom Haslea ostrearia (Gaillon/Bory) Simonsen. J. Appl. Phycol. 2006;18(6):757–767.

4. Pouvreau J.-B., Housson E., Tallec L., Morançais M., Rincé Y., Fleurence J., Pondaven, P. Growth inhibition of several marine diatom species induced by the shading effect and allelopathic activity of marennine, a blue-green polyphenolic pigment of the diatom Haslea ostrearia (Gaillon/Bory) Simonsen. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2007;352(1):212–225.

5. Gastineau R., Pouvreau J.-B., Hellio C., Morançais M., Fleurence J., Gaudin P., Bourgougnon N., Mouget J.-L. Biological activities of purified marennine, the blue pigment produced by the diatom Haslea ostrearia and responsible for the greening of oysters. J. Agric. Food Chem. 2012;60(14):3599–3605.

6. Gastineau R., Hardivillier Y., Leignel V., Tekaya N., Morançais M., Fleurence J., Davidovich N.A., Jacquette B., Gaudin P., Hellio C., Bourgougnon N., Mouget J.-L. Greening effect on oysters and biological activities of the blue pigments produced by the diatom Haslea karadagensis (Naviculaceae). Aquac. 2012;368–369:61–67.

7. Carbonnelle D, Pondaven P, Morançais M, Massé G, Bosch S, Jacquot C, Briand G, Robert J.-M., Roussakis C. Antitumor and antiproliferative effects of an aqueous extract from the marine diatom Haslea ostrearia (Gaillon) Simonsen against solid tumors: lung carcinoma (NSCLC-N6), kidney carcinoma (E39) and melanoma (M96) cell lines. Anticancer Res. 1999;19(1A):621–624.

8. Bergé J.-P., Bourgougnon N., Alban S., Pojer F., Billaudel S., Chermann J.-C., Robert J.-M., Franz G. Antiviral and anticoagulant activities of a water-soluble fraction of the marine diatom Haslea ostrearia. Planta Med. 1999;65:604–609.

9. Turcotte F., Mouget J.-L., Genard B., Lemarchand K., Deschênes J.S., Tremblay R. Prophylactic effect of Haslea ostrearia supernatant culture containing the pigment marennine to stabilize bivalve hatchery production. Aquat. Liv. Res. 2016;29(4):401.

10. Gastineau R., Prasetiya F.S., Falaise C., Cognie B., Decottignies P., Morançais M., Méléder V., Davidovich N.A., Turcotte F., Tremblay R., Pasetto P., Dittmer J., Bardeau J.-F., Pouvreau J.-B., Mouget J.-L. Marennine-Like Pigments: Blue Diatom or Green Oyster Cult? Blue Biotechnology: Production and Use of Marine Molecules, vol. 2. Eds. B. Stéphane and S.S. Bates. Weinheim: Wiley–VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; 2018:529–551.

11. Zebiri I., Jacquette B., Francezon N., Herbaut M., Latigui A., Bricaud S., Tremblay R., Pasetto P., Mouget J.-L., Dittmer J. The polysaccharidic nature of the skeleton of marennine as determined by NMR spectroscopy. Mar. Drugs. 2023;21(1):42.

12. Yusuf M., Baroroh U., Nuwarda R.F., Prasetiya F.S., Ishmayana S., Novianti M.T., Tohari T.R., Hardianto A. Subroto T., Mouget J.–L., Pasetto P. Theoretical and experimental studies on the evidence of 1,3-β-glucan in marennine of Haslea ostrearia. Molecules. 2023;28(15):5625.

13. Robert J.-M., Hallet J.-N. Absorptio spectrum in vivo of the blue pigment ‘marennine’ of the pennate diatom Navicula ostrearia Bory. J. Exp. Bot. 1981;32(127):341–345.

14. Bocat L. Sur la marennine de la diatom´ee bleue; comparaison avec la phycocyanine. C. R. Soc. Biol. 1907;62:1073–1075.

15. Ranson G. Le verdissement des huˆıtres. Sciences. 1937;8(5):13–24.

16. Bachrach E. Le bleuissement des diatom´ees et le verdissement des huˆıtres. Rev. Trav. Inst. Pˆeches Mar. 1935;8:112–123.

17. Moreau J. Contribution aux recherches écologiques sur les claires à huîtres du bassin de Marennes-Oléron. Rev. Trav. Inst. Pˆeches. Marit. 1970;34:381–462.

18. Genevès, L., Choussy M., Barbier M., Neuville D., Daste P. Ultrastructure et composition pigmentaire comparées des chromatophores de la Diatomée Navicula ostrearia (Gaillon) Bory normale et bleue. C. R. Acad. Sci. Paris. 1976;282 (D):449–452.

19. Tremblin G., Robert J.M. Carbon fixation by the peculiar marine diatom Haslea ostrearia. Photosynthetica. 2001;39(2):215–220.

20. Neuville D., Daste P. Production de pigment bleu par la diatom´ee Navicula ostrearia (Gaillon) Bory maintenue en culture uni-algale sur un milieu synth´etique carenc´e en azote nitrique. C. R. Acad. Sci. Paris. 1972;274:2030–2033.

21. Hardouin V., Vandanjon L., Jaouen P., Robert J.M. Proc´ed´e combin´e extraction-membranes pour l’isolement et la purification de pigments naturels. Paris: Actes Colloque Interfiltra Intermembranes; 1994:175–181.

22. Francezon N., Herbaut M., Bardeau J.-F., Cougnon C., Bélanger W., Tremblay R., Jacquette B., Dittmer J., Pouvreau J.-B., Mouget J.-L., Pasetto P. Electrochromic properties and electrochemical behavior of marennine, a bioactive blue-green pigment produced by the marine diatom Haslea ostrearia. Mar. Drugs. 2021;19(4):231.

23. Schubert H., Gérard G., Robert J.–M., Sagert S., Rincé Y. In-vivo fluorescence measurement of photosynthesis of Haslea ostrearia Simonsen in relation to marennine content. Diatom Res. 1995;10(2):341–349.

24. Polyakova S.L, Davidovich O.I., Podunay Y.A., Davidovich N.A. Modification of the ESAW culture medium used for cultivation of marine diatoms. J. Mar. Biol. 2018;3(2):73–80.

25. Gastineau R., Turcotte F., Pouvreau J.-B., et al. Marennine, promising blue pigments from a widespread Haslea diatom species complex. Mar. Drugs. 2014;12(6):3161–3189.

26. Reijenga J.C., Hoof A.J., Loon, A., Teunissen B. Development of methods for the determination of pKa values. Anal. Сhem. Insights. 2013;8(1):53–71.

27. Gastineau R., Hansen G., Davidovich N.A., Davidovich O.I., Bardeau J.-F., Kaczmarska I., Ehrman J.M., Leignel V., Hardivillier Y., Jacquette B., Poulin M., Morançais M., Fleurence J., Mouget J.-L. A new blue–pigmented hasleoid diatom, Haslea provincialis, from the Mediterranean Sea. Eur. J. Phycol. 2016;51(2):156–170.

28. Pouvreau J.-B., Morançais M., Massé G., Rosa P., Robert J.-M., Fleurence J., Pondaven P. Purification of the blue-green pigment “marennine” from the marine tychopelagic diatom Haslea ostrearia (Gaillon/Bory) Simonsen. Environ. Boil. Fishes. 2006;18(6):769–781.

29. Pouvreau J.-B., Morançais M., Fleurence J., Pondaven P. Method for the quantification of the blue-green pigment “marennine” synthesized by the marine diatom Haslea ostrearia (Gaillon/Bory) Simonsen using HPLC gelfiltration and photodiode-array detection. J. Appl. Phycol. 2007;19(3):263–270.

30. Prasetiya F.S., Gastineau R., Poulin M., et al. Haslea nusantara (Bacillariophyceae), a new blue diatom from the Java Sea, Indonesia: morphology, biometry and molecular characterization. Plant Ecol. Evol. 2019;152(2):188–202.

31. Gastineau R., Hansen G., Poulin M., et al. Haslea silbo, a novel cosmopolitan species of blue diatoms biology. Biology. 2021;10(4):328.