Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-3529
Authors: Soldati, Analía Leticia
Title: Determination of trace elemental species in periostracum of Cypraea shells
Online publication date: 28-Apr-2006
Language: german
Abstract: n this work, three Cypraea species (C. talpa, C. tigris and C. zebra) were exhaustively studied. The shells have been separated in the structural layers. The mineralogy, ultra- and micro-structure of each layer were analyzed by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffractometry (XRD) and Raman Spectroscopy (RS). The presence of biologically relevant trace metals (Mn, Co, Fe, Zn, Cr, etc.) has been investigated using Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) and Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry (ICP-MS) as detection tool. A new method has been developed and optimized to extract and analyze the soluble organic matrix (SOM) of the shell. Although the molecular nature of the SOM is not really known, it contains at least large protein fraction, if not only consists of proteins. The extracted matrices were compared between layers and species using Size Exclusion High Performance Liquid Chromatography coupled with Ultra Violet Spectrometry (SE-HPLC-UV), Gel electrophoresis (GE) and protein quantification tests. For the first time to our knowledge the association of trace elements to the protein in the SOM of the shell was studied using hyphenated on line as well as combined off line techniques and validated through inter-comparison tests between the different methods applied. Interesting correlations between the trace element concentration, the microstructure and the protein content were directly and indirectly detected. The metals Cu, Ni, Co and Zn have shown to bind to the SOM extracted from C. talpa, C. tigris and C. zebra shells. Within the conclusions of this work it was demonstrated that these protein-metal-complexes (or metal containing proteins) change from one layer to the other and are different between the three snails analyzed. In addition, the complexes are clearly related only to certain protein fractions of the SOM, and not to the whole SOM observed. These fractions and show not to be very metal-specific (i.e. some of these fractions bind two or three different metals).
In dieser Arbeit wurden drei Cypraea-Arten (C. talpa, C. tigris und C.zebra) ausführlich studiert. Die Schalen jeder Art wurden gemäss ihrer verschiedenen strukturellen Schichten getrennt. Mineralogie, Ultra- und Mikrostruktur jeder einzelnen Schicht wurden mit Hilfe von CLSM, REM, Röntgenbeugung und Raman Spektroskopie analysiert. Die Anwesenheit von biologisch relevanten Spurenmetallen wie z.B. Mn, Co, Fe, Zn, Cr, etc. konnten unter Verwendung von INAA und ICP-MS nachgewiesen werden. Dabei wurde eine neue Methode für die Extraktion und die Analyse von löslichen organischen Anteilen in Schneckenschalen entwickelt und optimiert. Obwohl die Molekülnatur der SOM nicht bekannt ist, enthält diese mindestens eine grosse Proteinfraktion, wenn sie nicht überhaupt nur aus Proteinen besteht. Alle extrahierten Matrizes der verschiedenen Schichten der einzelnen Spezies wurden miteinander über Grössenausschlusschromatographie (SE-HPLC-UV), Gelelektrophorese und einem Proteinquantifizierungstest (Bradford-Test) verglichen. Soweit bekannt, wurden zum ersten Mal Bindungen zwischen Spurelementen und den Proteinen in der SOM von Schneckenschalen mit gekoppelten Analysemethoden vergleichend untersucht. Interessante Korrelationen zwischen der Spurenelementkonzentration, der Mikrostruktur und dem Proteingehalt konnten direkt und indirekt gemessen werden. Auch zeigte es sich, dass die Metalle Cu, Ni, Co und Zn an die lösliche organische Matrix der Schalen von C. talpa, C. tigris und C. zebra gebunden sind und mit dieser extrahiert werden können. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass Protein-Metall-Komplexe (oder metallhaltige Proteine) von Schicht zu Schicht und auch zwischen den drei Arten verschieden sind. Deutlich wird, dass die Metalle an bestimmte Proteinfraktionen nicht pauschal an die SOM gebunden sind. Diese Fraktionen sind allerdings nicht sehr spezifisch bzgl. eines Metalls (z.B. bindet ein und dieselbe Fraktion zwei oder drei verschiedene Metalle).
DDC: 000 Allgemeines
000 Generalities
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-3529
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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