الكادميوم (Cd) Cadmium

عنصر يشابه الزنك من ناحية التوزيع الالكتروني الذري، ومركباته مع الكبريت اي الكبريتيدات اقل ذوبانا من كبريتيد الزنك ولذا تكون له علاقة وثيقة بالزنك ولكنه أكثر سمية منه. ويعتقد ان سميته ناشئة من :

• ارتباطه لمجاميع الثايول في الانزيمات والبروتينات.
• يمسخ بعض البروتينات.
• يتداخل مع ايض الكالسيوم.
• يتداخل مع ايض الزنك.
• له تأثير مدمر للأغشية الخلوية.

ومن أهداف الكادميوم هو البروتين DsbA الموجود في الفسحة المحيطة للبكتريا السالبة لصبغة كرام والذي تحتاجه الخلايا لتكوين الكبريتيدات الثنائية لذلك فحصول طفرة في هذا البروتين يجعل الخلايا مقاومة للأيون. ويمكن للخلايا ان تراكمه باستعمال انظمة نقل المغنيسيوم كما في البكتريا A. eutrophus CH34 . وفي بكتريا اخرى وخميرة الخبز فالخلايا تراكمه باستعمال أنظمة نقل المنغنيز.

ويعد الكادميوم من العناصر السامة جدا لذلك تطرده الخلايا الى الخارج بشكل عام، اما البكتريا المزرقة فتكون استثناءا فهي تحوي على Metallothioneins التي يشفر لتخليقها بالجين SmtA ، فعند زيادة التعبير عن تزداد المقاومة للكادميوم، وينظم SmtA بواسطة الجين SmtB الذي ينظم أيضاً انظمة نقل الزنك Zn- transpoting p – type ATPases ، اما الانواع الاخرى من البكتريا المزرقة الحاوية على انظمة RND و p – type ATPases فتقاوم الكادميوم بواسطة هذه الانظمة أكثر من الاعتماد على Metallothioneins .

اما في البكتريا السالبة لصبغة كرام فإزالة سمية الكادميوم تتم بواسطة الانظمة التابعة للـ RND مثل Czc الذي هو أساساً لتصدير الزنك وكذلك Ncc (نظام تصدير النيكل). وفي البكتريا الموجبة لصبغة كرام مثل Staph. aureus فتحوي على CadA وهو من نوع p – type ATPases لتصدير الكادميوم. ويتم تنظيم CadA بواسطة الجين CadC.

وفي الخميرة مثل خميرة الخبز فان الكادميوم يرتبط الى الكلوتاثايون ليكون المركب Cadmium – bis – glutathionato complex الذي ينقل بواسطة الناقل YCF 1p الى الفجوة وقد تكون هذه الآلية هي الشائعة في الخلايا حقيقية النواة.

وفي الإنسان فان البروتين المسئول عن المقاومة المتعددة للأدوية يقاب البروتين YCF 1p يساهم في مقاومة الكادميوم. اما في النباتات فتكون المقاومة بتكوين الخلابات وهي مكوثرات للكلوتاثايون، والمعقد الناتج من الخلاب والكادميوم ينقل بواسطة بروتين خاص من مجموعة نواقل ABC الى الفجوة داخل الخلية. اضافة الى ذلك فانه في الخلايا حقيقية النواة تشارك Metallothioneins التي ترتبط بالكادميوم مثل ZRC 1 في تأيض الكادميوم وازالة سميته.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .