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Panetto OS, Gomes HF, Fraga Gomes DS, Campos E, Romeiro NC, Costa EP, do Carmo PRL, Feitosa NM, Moraes J. The effects of Roundup® in embryo development and energy metabolism of the zebrafish (Danio rerio). Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol 2019; 222:74-81. [PMID: 30981909 DOI: 10.1016/j.cbpc.2019.04.007] [Citation(s) in RCA: 17] [Impact Index Per Article: 3.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/22/2018] [Revised: 04/05/2019] [Accepted: 04/08/2019] [Indexed: 12/28/2022]
Abstract
Roundup® is currently the most widely used and sold agricultural pesticide in the world. The objective of this work was to investigate the effects of Roundup® on energy metabolism during zebrafish (Danio rerio) embryogenesis. The embryo toxicity test was performed for 96 h post-fertilisation and the sublethal concentration of Roundup® was defined as 58.3 mg/L, which resulted in failure to inflate the swim bladder. Biochemical assays were performed with viable embryos following glyphosate exposure, and no significant effects on protein, glucose, glycogen, triglyceride levels or the enzymatic activities of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase were observed. However, the activity of hexokinase was significantly altered following exposure to 11.7 mg/L Roundup®. Through molecular docking we have shown for the first time that the interactions of glucokinase and hexokinases 1 and 2 with glyphosate showed significant interactions in the active sites, corroborating the biochemical results of hexokinase activity in zebrafish exposed to the chemical. From the results of molecular docking interactions carried out on the Zfishglucok, ZfishHK1 and ZfishHK2 models with the glyphosate linker, it can be concluded that there are significant interactions between glyphosate and active sites of glucokinase and hexokinase 1 and 2 proteins. The present work suggests that Roundup® can induce problems in fish embryogenesis relating to the incapacity of swim bladder to inflate. This represents the first study demonstrating the interaction of glyphosate with hexokinase and its isoforms.
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Affiliation(s)
- Ottassano S Panetto
- Laboratório Integrado de Bioquímica Hatisaburo Masuda, NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Helga F Gomes
- Laboratório Integrado de Bioquímica Hatisaburo Masuda, NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Danielle S Fraga Gomes
- Laboratório Integrado de Bioquímica Hatisaburo Masuda, NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Eldo Campos
- Laboratório Integrado de Bioquímica Hatisaburo Masuda, NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Nelilma C Romeiro
- Laboratório Integrado de Computação Científica-LICC-NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Evenilton P Costa
- Laboratório Integrado de Computação Científica-LICC-NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Paulo R L do Carmo
- Laboratório Integrado de Computação Científica-LICC-NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Natália M Feitosa
- Laboratório Integrado de Ciências Morfofuncionais, NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil
| | - Jorge Moraes
- Laboratório Integrado de Bioquímica Hatisaburo Masuda, NUPEM, Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Ambiental de Macaé, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Avenida São José Barreto, N° 764, Bairro: São José do Barreto, Macaé, RJ CEP: 27.965-045, Brazil.
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