Biochemie und analytische Biochemie

Abstrakt

Zeitverlaufsstudien zum Einfluss niedriger Temperaturen auf den Protein- und Enzymspiegel in Larven des Eri-Seidenspinners, Philosamia ricini (Lepidoptera: satuniidae) im fünften Stadium

Anita Singh, Vivek Kumar Gupta, Nikhat Jamal Siddiqi, Shaily Tiwari, Anita Gopesh und Bechan Sharma

Lactatdehydrogenase (LDH; EC 1.1.1.27) und Malatdehydrogenase (MDH; EC 1.1.1.37) sind die Enzyme, die am Energiestoffwechsel des Eri-Seidenspinners Philosamia ricini beteiligt sind. Bisher wurde jedoch noch keine Studie über die Auswirkungen von Niedertemperaturexposition auf ihre Werte in verschiedenen Geweben des Eri-Seidenspinners veröffentlicht. Ziel der vorliegenden Studie war es, die zeitlichen Auswirkungen von Niedertemperaturexposition (~10°C) des 5. Larvenstadiums des Eri-Seidenspinners Philosamia ricini auf die Werte der Protein- und Energiestoffwechselenzyme in drei Hauptgeweben (Hämolymphe, Seidendrüse und Fettkörper) zu untersuchen. Die auf frischen Blättern des Rizinus (Ricinus communis) gezüchteten Eri-Seidenspinnerlarven wurden in vier Gruppen aufgeteilt: eine Kontrollgruppe, die bei 25 ± 2 °C gezüchtet wurde, und drei Versuchsgruppen, die bei 10 ± 1 °C gezüchtet wurden und jeweils 50 Larven enthielten, für unterschiedliche Zeiträume (2, 4 und 7 Tage). Der zellfreie Extrakt wurde durch Zentrifugieren des Gewebehomogenats bei 9000 g hergestellt und für biochemische Schätzungen (Gesamtproteingehalt, Lactatdehydrogenase- und Malatdehydrogenase-Aktivitäten) verwendet. Für die Isoenzymanalyse wurde ein weiterer Satz Homogenate (20 % w/v) in Puffer (0,2 M Tris HCl, pH 7,0) hergestellt, der 0,2 M Saccharose und 10 mM EDTA enthielt, und mittels nativer PAGE, gefolgt von Aktivitätsfärbung, analysiert. Die Aktivitäten von Laktatdehydrogenase und Malatdehydrogenase zeigten in der Hämolymphe eine signifikante Abnahme, während in Fettkörpern beide Enzyme eine erhöhte Aktivität zeigten. In der Seidendrüse nahm die Aktivität der Laktatdehydrogenase gleichmäßig ab, während die Aktivität der Malatdehydrogenase über alle Expositionsdauern hinweg zunahm. Die Isoenzymanalyse ergab erhebliche Störungen in ihren Expressionsprofilen. Die Exposition gegenüber niedrigen Temperaturen führte zu einer Ansammlung von Protein in der Hämolymphe und zu einer Verarmung in den Geweben der Seidendrüsen und des Fettkörpers. Unter diesen Bedingungen erwiesen sich die Fettkörper als das wichtigste Energie produzierende Organ. Laktatdehydrogenase und Malatdehydrogenase zeigten in allen getesteten Geweben das Vorhandensein nur eines Isoenzyms. Das Isoenzymverhalten von Laktatdehydrogenase und Malatdehydrogenase gegenüber niedrigen Temperaturen war in verschiedenen Geweben unterschiedlich. Diese Ergebnisse legten nahe, dass Veränderungen in Expression und Funktion dieser Enzyme mit der Akklimatisierung der Larven an niedrige Temperaturen zusammenhängen könnten.