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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/12046

Title: Fisiologia e bioquímica da digestão em Erinnyis ello (Lepidoptera Sphingidae)
???metadata.dc.creator???: Santos, Custódio Donizete dos
???metadata.dc.creator.Lattes???: http://lattes.cnpq.br/2692405564846986
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Terra, Walter Ribeiro
Keywords: Erinnyis ello
Lepidóptero
Fisiologia digestiva
Bioquímica
Inseto
Entomologia agricola
???metadata.dc.date.submitted???: 1985
Issue Date: 2016
Citation: SANTOS, C. D. dos. Fisiologia e bioquímica da digestão em Erinnyis ello (Lepidoptera Sphingidae). 1985. 178 p. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade de São Paulo, São Paulo, 1985.
???metadata.dc.description.resumo???: O ventrículo de E. alio apresenta células colunares e cé lulas caliciformes. As células caliciformes apresentam uma cavida de formada pela invaginação da membrana plasmatica apical. Essa mem brana plasmatica invaginada apresenta microvilosidades modificadas as quais algumas vezes (região posterior) ou sempre (região anteri or) contém mitocôndrias. 0 lado citoplasmático dessas microvilosi dades com mitocôndrias apresenta partículas que se supõe corresponder a uma K -ATPase responsável pela extrusão de potássio. A membrana a picai das células colunares apresenta microvilosidades com vesícu Ias brotantes em sua parte mediana (região anterior e posterior) e vesículas destacantes no ápice (região anterior). A membrana plas matica basal apresenta invaginações com mitocôndrias associadas e poucas aberturas (região anterior) ou muitas aberturas (região pos terior) para o espaço extracelular subjacente. A ultraestrutura das células do ventrículo anterior é coerente com uma função de absor ção de fluidos, enquanto que aquela do ventrículo posterior é coe rente com uma função de secreção de fluidos. Os resultados obtidos pela injeção de amarante no tubo digestivo e na hemolinfa de E. Mo concordam com as observações ultraestruturais. Algumas propriedades físicas e cinéticas das enzimas di gestivas de E. zllo foram determinadas. A amilase e a tripsina são encontradas na forma solúvel e ligada a membranas. A amilase solú vel (Mr 48.000; pHo 9,8; Km para amido 0,12%; pi 6,0) e a tripsina so luvel (Mr 55.000; pHo 9,5; Km para BAPA 0,17 mM; pi 4,6) parecem ser derivadas das formas ligadas a membranas. A aminopeptidase (pHQ 8,0 e Km para LPNA 0,36 mM) ocorre somente ligada a membranas, enquanto que a carboxipeptidase é encontrada na forma solúvel (um hexâmero com três subunidades diferentes de Mr 17.000; pHQ 9,0; Km para ZGlyPhe 0,18 mM) e ligada a membranas (Mr 136.000 e pHQ 9,0). As en zimas 6-N-acetilglicosaminidase (Mr 142.000; pH0 4,5; Km para pNPNAG 0,027 mM), 8-frutosidase (Mr 80.000; pH0 6,0; Km para rafinose e sa carose 30 mM), a-galactosidase (dímero com duas subunidades iguais de Mr 39.000; pHQ 6,0; Km para pNPaGal 7,4 mM), maltase (tetrâmero de subunidades iguais de Mr 34.000; pH0 5,8; Km para maltose 1,4 mM; para pNPctGli 0,63 mM; Ki para Tris 0,34 mM) e trealase (Mr 103.000; pH0 5,7; Km 0,69 mM) são majoritariamente solúveis. Um estudo mais detalhado foi realizado com a celobiase. Essa enzima ê solúvel pos sui pH ótimo 6,5, Mr 130.000 e pi 6,8. A celobiase hidrolisa 3-gli cosídeos, 3-galactosídeos, 3-fucosídeos e 3-xilosídeos em um mesmo sítio ativo, operando segundo uma cinética de equilíbrio rápido. A hidrólise da ligação glicosídica ocorre sem inversão de configura cão através de um mecanismo semelhante ao da catalise ácida, envol vendo a formação de um íon carbônium intermediário. Afim de estudar a organização do processo digestivo nas larvas de E. o.llo as enzimas comentadas acima foram ensaiadas nas di ferentes regiões do ventrículo. As enzimas que fazem o ataque ini cial ao alimento (amilase e tripsina) penetram no espaço endoperi trófico, enquanto que permanecem foram da membrana peritrófica as enzimas envolvidas em digestão intermediária e final (8-N-acetilgli cosaminidase, aminopeptidase, carboxipeptidase, celobiase, 8-fruto sidase, a-galactosidase, maltase e trealase). Dessas enzimas, ape nas a 3-N-acetilglicosaminidase e uma carboxipeptidase solúvel são encontradas no fluido ectoperitrófico. Para determinar a localização subcelular das enzimas fo ram realizados fracionamentos celulares do ventrículo anterior e pos terior. Os resultados envolvendo centrifugação diferencial de homo geneizados de células ventriculares preparadas em condições isotôni cas, preparação de microvilosidades celulares por sonicação e por precipitação diferencial por cálcio mostraram que a aminopeptidase é ligada ã membrana plasmatica das microvilosidades das células co lunares , enquanto que a celobiase, 3-frutosidase, a-galactosidase, maltase e trealase são enzimas solúveis que parecem ser secretadas por exocitose para o lúmen, principalmente da região posterior do ventrículo, ficando aprisionadas nas microvilosidades das células colunares. As formas de amilase e tripsina associadas a membrana parecem ser proteínas integrantes, apresentando interações intermoleculares com o citoesqueleto, enquanto que as formas intracelula res solúveis parecem estar dentro das vesículas que brotam ao longo das microvilosidades e que fundem entre si e com o topo das microvi losidades das células colunares do ventrículo anterior, formando as vesículas destacantes. Os mecanismos de secreção comentados acima foram incorporados em um modelo geral que descreve a secreção de en zimas digestivas pelas células colunares do ventrículo de E. tllo. A baixa excreção das enzimas presentes no espaço endoperi trôfico (amilase e tripsina), a maior atividade dessas enzimas na região anterior do conteúdo da membrana peritrófica, juntamente com os dados de ultraestrutura, possibilitaram a proposição de um meca nismo para a reciclagem de enzimas, mecanismo este que seria respon sável pela recuperação das enzimas do alimento não digerido, antes dele ser excretado.
Abstract: E/ilnny<Í6 dllo midgut is composed of goblet and columnar cells. Goblet cells have a cavity, which is formed by invagination of the apical membrane. The infolded apical membrane shows modified microvilli, which sometimes (posterior midgut) or always (anterior and middle midgut) contain mitochondria. The cytoplasmic side of the membrane of the microvilli that contain mitochondria are studded with small particles, which are supposed to be a K -ATPase responsible for K extrusion. Columnar cells display microvilli with vesicles pinching off from their tips (anterior and middle midgut) or with a large number of double membrane spheres budding along their length (posterior midgut). Basal infoldings (with associated mitochondria) in columnar cells occur in a parallel açsay with many openings to the underlying space (posterior midgut) or are less organized with few openings (anterior and middle midgut). The results suggest that the anterior and middle region of the midgut absorb water, whereas the posterior region secreteS it. Supports this belief the observations carried out after introduction of amaranth into the oesophagus of E. alto larvae and injection of amaranth into E. alio haemocoele. Some physical and kinetical properties of E. alio digestive enzymes were determined. Amylase and trypsin are found in a soluble and in a membrane-bound form. Soluble amylase (Mr 48000; pHQ 9.8; Km for starch 0.12%, pi 6.0) and soluble trypsin (Mr 55000; pHo9.5; Km for BAPA 0.17 mM; pi 4.6) are supposed to be derived frcm membrane bound forms. Aminopeptidase (pH0 8,0; Km for LPNA 0,36 mM) occurs only membrane-bound, whereas carboxypeptidase is found in a soluble (a hexamer composed of three different Mr 17000 - subunits; pH0 9.0; Km for ZGlyPhe 0.18 mM) and in a membrane-bound (Mr 136000; pHo 9.0) form. 3-N-Acetylglucosaminidase (Mr 142000; pHQ 4.5; Km for pNPNAG 0.027 mM), 3-fructosidase (Mr 80000; pH 6.0; km for raffinose and sucrose 30 mM) , a-galactosidase (a dimer composed of two identical Mr 39000 - subunits; pH 6.0; Km for pNPaGal 7.4 mM), maltase (a tetramer of identical Mr 34000 - subunits; pHo 5.8; Km for maltose 1.4 mM, for pNPaGlu 0.63 mM; Ki por Tris 0.34 mM) and trehalase (Mr 103000; pHo 5.7; Km 0.69 mM) are mainly soluble. A more ccmprehensive study was accomplished with cellobiase. This enzyme is soluble and has pHo 6.5, Mr 130000 and pi 6.8. The cellobiase hydrolyses 3-Dglucosides, 3-D-galactosides, 3-D-fucosides and 3-D-xylosides at the same active site. It exhibits rapid-equilibrium kinetics. The hydrolysis of the 3-D-glucosidic bond catalyzed by the 3-D-glucosidase occurs without inversion of configuration, through a mechanism similar to acid catalysis which involves the intermediary formation of a carbonium ion. In an attempt to study the spatial organization of the digestive process in E. alio larvae, several enzymes were assayed at different sites in E. alio midguts. The enzymes responsible for the initial attack to the food (amylase and trypsin) penetrate into the endoperitrophic space, whereas the others (3-N-acetylglucosaninidase, aminopeptidase, carboxypeptidase, 3-fructosidase, a-galactosidase, maltase and trehalase) are absent from there. The subcellular distribution of enzymes in cells from the anterior and posterior midgut were studied by the differential centrifugation of tissue homogenates and by the purification of cell microvilli using sound disruption or calcium differential preciptation tecniques. The results showed that the aminopeptidase is bound to the plasma membrane covering the columnar cells microvilli, whereas cellobiase, 3-fructosidase, a-galactosidase, maltase and trehalase are soluble enzymes, which seem to be secreted by exocytosis and then becoming trapped into the glycocalyx, mainly of the posterior midgut. The membrane-associated forms of amylase and trypsin seem to be true integral proteins displaying intermolecular interactions with cytoskeletal elements. The soluble intracellular forms of those enzymes are supposed to be contained inside small vesicles, which are seem budding along columnar cells microvilli and fusing one with each other and with the tips of the microvilli from the anterior midgut cells. Secretory mechanisms are discussed in the light of the evidence that the posterior midgut secretes, whereas the anterior midgut absorbs water. The low excretion rates of amylase and trypsin, the major activities that those enzymes display in the anterior midgut contents and the above mentioned ultrastructural data led to the proposal of a mechanism by which the enzymes are recovered from the undigested food before they are excreted.
Description: Esta dissertação/tese está disponível online com base na Resolução CEPE nº 090, de 24 de março de 2015, disponível em http://www.biblioteca.ufla.br/wordpress/wp-content/uploads/res090-2015.pdf, que dispõe sobre a disponibilização da coleção retrospectiva de teses e dissertações online no Repositório Institucional da UFLA, sem autorização prévia dos autores. Parágrafo Único. Caberá ao autor ou orientador a solicitação de restrição quanto à divulgação de teses e dissertações com pedidos de patente ou qualquer embargo similar. Art. 5º A obra depositada no RIUFLA que tenha direitos autorais externos à Universidade Federal de Lavras poderá ser removida mediante solicitação por escrito, exclusivamente do autor, encaminhada à Comissão Técnica da Biblioteca Universitária./ Arquivo gerado por meio da digitalização de material impresso. Alguns caracteres podem ter sido reconhecidos erroneamente.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/12046
Publisher: Universidade Federal de Lavras
???metadata.dc.language???: por
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