Tributyltin chloride-sodium cyanoborohydride mediated tandem radical cyclisation-reductive demethoxylation sequence

Reaction of the bromoketals 3, 7a-g and 11 with tri-n-butyltin chloride and sodium cyanoborohydride in the presence of a catalytic amount of AIBN furnished the ethers 5, 8a-g and 13 via a tandem sequence comprising of a radical cyclisation reaction and tri-n-butylhalostannane and sodium cyanoborohydride mediated reductive demethoxylation of the resulting cyclic ketals.

Difterentially expressed genes of Tetrahymena thermophila in response to tributyltin (TBT) identified by suppression subtractive hybridization and real time quantitative PCR

Tributyltin (TBT) is widely used as antifouling paints, agriculture biocides, and plastic stabilizers around the world, resulting in great pollution problem in aquatic environments. However, it has been short of the biomonitor to detect TBT in freshwater. We constructed the suppression subtractive hybridization library of Tetrahymena thermophila exposed to TBT, and screened out 101 Expressed Sequence Tags whose expressions were significantly up- or down-regulated with TBT treatment. From this, a series of genes related to the TBT toxicity were discovered, such as glutathione-S-transferase gene (down-regulated), plasma membrane Ca2+ ATPase isoforms 3 gene (up-regulated) and NgoA (up-regulated). Furthermore, their expressions under different concentrations of TBT treatment (0.5-40 ppb) were detected by real time fluorescent quantitative PCR. The differentially expressed genes of T thermophila in response to TBT were identified, which provide the basic to make Tetrahymena as a sensitive, rapid and convenient TBT biomonitor in freshwater based on rDNA inducible expression system. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Tributyltin (TBT) resistance in Aeromonas molluscorum Av27

O tributilestanho (TBT) é considerado um dos xenobióticos mais tóxicos, produzidos e deliberadamente introduzidos no meio ambiente pelo Homem. Tem sido usado numa variedade de processos industriais e subsequentemente descarregado no meio ambiente. O tempo de meia-vida do TBT em águas marinhas é de várias semanas, mas em condições de anóxia nos sedimentos, pode ser de vários anos, devido à sua degradação mais lenta. Embora o TBT tenha sido descrito como sendo tóxico para eucariotas e procariotas, muitas bactérias podem ser resistentes a este composto. O presente trabalho teve como objetivo principal elucidar o mecanismo de resistência ao TBT em bactérias. Para além disso, pretendeu-se desenvolver um biorepórter para detectar TBT no ambiente. Para atingir estes objetivos foram delineadas várias tarefas cujos principais resultados obtidos se apresentam a seguir. Várias bactérias resistentes ao TBT foram isoladas de sedimento e água do Porto de Pesca Longínqua (PPL) na Ria de Aveiro, Portugal. Entre estas, Aeromonas molluscorum Av27 foi selecionada devido à sua elevada resistência a este composto (concentrações até 3 mM), à sua capacidade de degradar o TBT em compostos menos tóxicos (dibutilestanho, DBT e monobutilestanho, MBT) e também por usar o TBT como fonte de carbono. A. molluscorum Av27 foi caracterizada genotipica e fenotipicamente. Os fatores de virulência estudados mostraram que esta estirpe i) possui atividade lipolítica; ii) não é citotóxica para células de mamíferos, nomeadamente para células Vero; iii) não possui integrões de classe I e II e iv) possui cinco plasmídeos com aproximadamente 4 kb, 7 kb, 10 kb, 100 kb e mais de 100 kb. Estes resultados mostraram que a estirpe Av27 não é tóxica, aumentando assim o interesse nesta bactéria para futuras aplicações, nomeadamente na bioremediação. Os testes de toxicidade ao TBT mostraram que este composto tem um impacto negativo no crescimento desta estirpe, bem como, na densidade, no tamanho e na atividade metabólica das células e é responsável pela formação de agregados celulares. Assim, o TBT mostrou ser bastante tóxico para as bactérias interferindo com a atividade celular geral. O gene Av27-sugE, que codifica a proteína SugE pertencente à família das “small multidrug resistance proteins” (SMR), foi identificado como estando envolvido na resistência ao TBT nesta estirpe. Este gene mostrou ser sobreexpresso quando as células crescem na presença de TBT. O promotor do gene Av27-sugE foi utilizado para construir um bioreporter para detetar TBT, contendo o gene da luciferase do pirilampo como gene repórter. O biorepórter obtido reúne as características mais importantes de um bom biorepórter: sensibilidade (intervalo de limite de detecção de 1-1000 nM), rapidez (3 h são suficientes para a deteção de sinal) e, possivelmente, não é invasivo (pois foi construído numa bactéria ambiental). Usando sedimento recolhido no Porto de Pesca Longínqua da Ria de Aveiro, foi preparada uma experiência de microcosmos com o intuito de avaliar a capacidade de Av27 para bioremediar o TBT, isoladamente ou em associação com a comunidade bacteriana indígena. A análise das amostras de microcosmos por PCR-DGGE e de bibliotecas de 16S rDNA revelaram que a comunidade bacteriana é relativamente estável ao longo do tempo, mesmo quando Av27 é inoculada no sedimento. Para além disso, o sedimento estuarino demonstrou ser dominado por bactérias pertencentes ao filo Proteobacteria (sendo mais abundante as Delta e Gammaproteobacteria) e Bacteroidetes. Ainda, cerca de 13% dos clones bacterianos não revelaram nenhuma semelhança com qualquer dos filos já definidos e quase 100% afiliou com bactérias não cultiváveis do sedimento. No momento da conclusão desta tese, os resultados da análise química de compostos organoestânicos não estavam disponíveis, e por essa razão não foi possível tirar quaisquer conclusões sobre a capacidade desta bactéria remediar o TBT em sedimentos. Esses resultados irão ajudar a esclarecer o papel de A. molluscorum Av27 na remediação de TBT. Recentemente, a capacidade da estirpe Av27 remediar solo contaminado com TBT foi confirmada em bioensaios realizados com plantas, Brassica rapa e Triticum aestivum (Silva 2011a), e também com invertebrados Porcellionides pruinosus (Silva 2011B). Assim, poder-se-á esperar que a bioremediação do sedimento na experiência de microcosmos também tenha ocorrido. No entanto, só a análise química dos compostos organostânicos deverá ser conclusiva. Devido à dificuldade em realizar a análise analítica de organoestânicos, um método de bioensaio fácil, rápido e barato foi adaptado para avaliar a toxicidade do TBT em laboratório, antes de se proceder à análise química das amostras. O método provou a sua utilidade, embora tenha mostrado pouca sensibilidade quando se usam concentrações de TBT baixas. Em geral, os resultados obtidos contribuíram para um melhor entendimento do mecanismo de resistência ao TBT em bactérias e mostraram o potencial biotecnológico de A. molluscorum Av27, nomeadamente, no que refere à sua possível aplicação na descontaminação de TBT no ambiente e também no desenvolvimento de biorepórteres.

Hermit crabs as bioindicators of recent tributyltin (TBT) contamination

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of tributyltin exposure in hermit crabs: Clibanarius vittatus as a model

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Tributyltin in Crustacean Tissues: Analytical Performance and Validation of Method

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Bioaccumulation of tributyltin by blue crabs

This study evaluated the bioaccumulation of tributyltin (TBT) by the blue crab (Callinectes sapidus). Animals were fed with contaminated food containing 30 µg g-1 of TBT expressed as Sn. The analytes were determined in the gills, hepatopancreas and muscle. Acid digestion was used in the total Sn determination, and a solid-phase extraction technique was used for the selective determination of TBT. Limits of detection of 44.6 and 4.46 ng g-1 were found for HG-ICP OES (hydride generation-inductively coupled plasma optical emission spectroscopy) and ICP-MS (ICP-mass spectrometry), respectively. The results for non-contaminated animals were below 50 ng g-1, while the animals subjected to the contaminated food showed higher tissue concentrations of Sn (until 6229 ng g-1) and TBT (until 3357 ng g-1) related to the number of exposure days. According to the results, Sn is bioaccumulated by the blue crab in higher concentrations in the hepatopancreas. For most of these animals, the results suggest that Sn is bioaccumulated as TBT.

Tributyltin in Crustacean Tissues: Analytical Performance and Validation of Method

The hermit crab Clibanarius vittatus is a typical organism from intertidal regions being considered as a good bioindicator of tributyltin presence at these environments. Thus this study presents the analytical performance and validation method for TBT quantification in tissues of C. vittatus by gas chromatography with pulsed flame photometric detector (GC-PFPD) after extraction with an apolar solvent (toluene) and Grignard derivatization. The limits of detection of the method (LOD) were 2.0 and 2.8 ng g(-1) for TBT and DBT (dibutyltin), respectively, and its limits of quantification (LOQ) were 6.6 and 8.9 ng g(-1) for TBT and DBT, respectively. The method was applied to samples from Santos Estuary, Sao Paulo State, Brazil. TBT and DBT concentrations ranged from 26.7 to 175.0 ng g(-1) and from 46.2 to 156.0 ng g(-1), respectively. These concentrations are worrisome since toxic effects (such as endocrine disruption) have been reported for other organisms even under lower levels of registred at this study.

Effects of tributyltin exposure in hermit crabs: Clibanarius vittatus as a model

Tributyltin (TBT) contamination affects the reproductive system of many species of invertebrates worldwide. The present study was designed to evaluate the effects of exposure to TBT pollution on the reproduction of the hermit crab Clibanarius vittatus. An orthogonal experiment was designed with two treatments: contamination (with or without TBT in the food) and crab sex (males and females). The animals were reared in the laboratory for nine months, and macroscopic and histological analyses of reproductive organs were carried out after the end of the experiment. Tributyltin was recorded in exposed crabs, but no morphological alterations were detected in the gonads of males, regardless of whether they were exposed to TBT. In contrast, females exposed to TBT displayed disorganization and atrophy of their ovaries, thus directly affecting reproduction in this hermit crab species. This effect observed in female hermit crabs may harm populations located in harbor regions, where TBT concentration is high, even after the worldwide TBT ban.