Orientador: Ladaslav Sodek

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: O aminoácido asparagina (ASN) é um dos principais compostos nitrogenados transportado pelos vasos condutores das plantas, principalmente nas leguminosas. O nitrogênio (N) que constitui este aminoácido é reutilizado nos órgãos em formação da planta (órgãos dreno) para a síntese de proteínas e...

Resumo: O aminoácido asparagina (ASN) é um dos principais compostos nitrogenados transportado pelos vasos condutores das plantas, principalmente nas leguminosas. O nitrogênio (N) que constitui este aminoácido é reutilizado nos órgãos em formação da planta (órgãos dreno) para a síntese de proteínas e compostos nitrogenados em geral. No entanto, existe a necessidade de metabolização da ASN para que este N apresentese na forma livre e portanto possa ser reutilizado. São conhecidas duas enzimas capazes de metabolizar a ASN: Asparagina Transaminase e Asparaginase (ASNase). A presença da enzima ASNase é de extrema importância, pois apresenta um papel regulatório na metabolização da ASN, como por exemplo neste trabalho, em que se estudou sementes imaturas, onde este aminoácido é degradado no início do desenvolvimento, quando a necessidade de nutrientes é maior e a atividade desta enzima é alta. Existem duas formas de ASNase, uma dependente e outra independente do íon potássio (K+), porém as duas formas nunca foram encontradas juntas numa mesma espécie. Deste modo, investigou-se treze espécies do gênero Crotalaria, uma leguminosa tropical, para a determinação das formas enzimáticas de cada espécie. Com base nos estudos sobre as formas enzimáticas e observações morfológicas, sugerimos que exista uma relação entre a forma enzimática e a morfologia foliar para as espécies deste gênero, pois as cinco espécies que apresentaram ASNase dependente de K+ eram unifolioladas, e as independentes, sempre trifolioladas. A partir do anticorpo produzido para a enzima ASNase independente de K+ purificada de Lupinus polyphyllus pôde-se fazer um estudo imunoquímico para tentar estabelecer similaridades entre as moléculas das duas formas enzimáticas. Neste estudo constatamos que o reconhecimento por parte do anticorpo não se dá em função da dependência do cofator K+ pela enzima. Por isto sugerimos que a porção da molécula da enzima onde se liga o anticorpo não seja a mesma porção que determina a dependência ao K+. Foi determinado também quais compostos nitrogenados compunham a seiva xilemática destas plantas a partir de dois tratamentos que permitiam ou não a formação de nódulos. Para isto foram dosados ureídeos e aminoácidos, que são normalmente os principais compostos nitrogenados do exsudato do xilema de leguminosas. Pelos dados obtidos observamos que os ureídeos não são utilizados pelas espécies de Crolalaria como transp0rtadores de N mesmo nas plantas do tratamento com nodulação, onde esta classe de composto é mais frequentemente encontrada. Constatamos também que os aminoácidos são os compostos nitrogenados transportados preferencialmente na seiva das espécies estudadas de Croralarza. A ASN representou mais de 50% dos aminoácidos detectados na seiva, sendo o principal produto composto transportador de N nestas plantas. O ASP (ácido aspartico) foi o segundo aminoácido encontrado em maior quantidade. A partir desta afirmação ressaltamos a crucial importância da enzima ASNase na metabolização de ASN, uma vez que sua utilização é fundamental para o crescimento da planta

Abstract: The amino acids Asparagine (ASN) is one of the principal fonns of nitrogen found in the vascular transportsystem of plants, principally of legumes. The nitrogen (N) contained is this amino acids is reutilized in developing organs of the plant (sinks) for the synthesis of proteins and...

Abstract: The amino acids Asparagine (ASN) is one of the principal fonns of nitrogen found in the vascular transportsystem of plants, principally of legumes. The nitrogen (N) contained is this amino acids is reutilized in developing organs of the plant (sinks) for the synthesis of proteins and nitrogenous compounds in general. However, the liberation and consequent reutilization of this nitrogen depends upon the metabolism of ASN. Two enzymes capable of metabolizing ASN are known: Asparagine Transaminase and Asparaginase (ASNase). The presence of ASNase is of extreme importance, in view of its regulatory role in ASN metabolismo such as in this study with immature seeds where the amino acids is degraded in the early stages of development when the demand for nutrients is greater and ativity of the enzyme higher. Two forms of ASNase are know, one depedent and the other independent of potassium. However, the two forms have never been found together in the same tissue. Thirteen species of the genus Crolalaria, a tropical legume, were investigated to determine the form of ASNase present in each species. Based on this study coupled with morphological observations, we found a relationship between the enzyme form and leaf morphology, since the five species that contain the KT dependent ASNase were unifoliate and the remaing K+ independent species were all trifoliate. Using the antibory specific for the K+ independent ASNase of Lupinus pollyphylus, an immunochemical study was carried out in an attempt to establish homologies among the two enzyme forms. This study showed that the antibory reaction was not related to K+ dependence this leads us to suggest that the molecular-binding site for the antibory is not involved in the determination of potassium dependence. We also determined which nitrogenous compouds were present in the xylem juice of these plants, using two treatments that produced nodulated and non-nodulated plants. The levels of ureides and amino acids, nonnally the main fonns of nitrogen found in xylem exudates, were detennined here. The data show that only traces ofureides are found in the transport stream of Crotalaria species, even in nodulated plants where this class of compound is usually found. The data also show that ammo acids are the main forms of nitrogen transport in the Crotalaria species under study. ASN represented more than 50 % of the xylem amino acids. and therefore the main transport compound for nitrogen in these plants. ASP (aspanic acid) was the second most abundant amino acid. This finding reforces the importance of the enzyme ASNase in the metabolism of nitrogen in the developing seed.