Caracterização bioquímica e regulação da nitrato redutase na macroalga marinha Gracilaria tenuistipitata (Rhodophyta)

• Autor(a) principal: Lopes, Patricia de Fátima
• Data de Publicação: 2001
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-31012019-101046/
• topic: Biochemistry; Bioquímica; Enzimas (Metabolismo); Enzimologia; Enzymes (Metabolism); Enzymology; Nitrate reductase; Nitrato redutase; Proteínas (Metabolismo); Proteins (Metabolism); Purificação; Purification

A alga marinha Gracilaria tenuistipitata var. liui Zhang et Xia (Gracilariales, Rhodophyta) tem grande importância econômica por ser a principal fonte para a produção de ficocolóides. Esta linhagem tem sido extensivamente cultivada em tanques ou diretamente no mar na China e Taiwan por exibir grande tolerância a variação de fatores ambientais. A maior fonte de nitrogênio no oceano está na forma de nitrato que é o principal fator limitante no crescimento das macroalgas. A assimilação de nitrogênio é um processo que ocorre em duas etapas catalisadas sequencialmente pelas enzimas nitrato redutase (NR) e nitrito redutase (NiR), respectivamente. A NR catalisa a redução de nitrato a nitrito usando NAD(P)H como fonte doadora de elétrons. O nitrito é reduzido a amônio (pela NiR) e é imediatamente assimilado em compostos orgânicos nitrogenados, como aminoácidos e bases nitrogenadas. A NR é considerada o primeiro passo regulador no processo de assimilação de nitrato. Neste trabalho descrevemos a oscilação circadiana da atividade da NR bem como do seu conteúdo protéico em G. tenuistipitata. A atividade da NR e os níveis da proteína NR apresentam um pico no meio do dia em algas mantidas sob regime de claro:escuro (12:12h). A atividade de NR é 30 vezes maior durante o período de claro em algas crescendo sob condições de luz:escuro, e o nível protéico de NR é cerca de 40 vezes maior em extratos do período de claro. A oscilação observada está sob controle do relógio biológico uma vez que a flutuação da atividade da NR persiste após 10 dias sob condições de claro constante. Nenhuma oscilação na atividade de NR foi encontrada quando a alga foi mantida sob escuro constante, demonstrando que a luz é um fator de grande importância no controle desta enzima. Experimentos de absorção de nitrato do meio realizados em culturas de algas crescendo sob condições de claro:escuro mostrou que a absorção de nitrato ocorre preferencialmente no período noturno, ocorrendo o pico máximo de absorção no meio da noite. Daí concluirmos que os processos de assimilação de nitrato e tomada do mesmo do meio estejam ocorrendo de maneira independente. A NR de G. tenuistipitata pertence a classe das NRs específicas para o NADH, com constante de Michaelis-Menten aparente de 95 µM. O KM aparente para o nitrato foi estimado em 197 µM, valor esse razoável com os descritos para outras algas. A focalização isoelétrica revelou que a NR é uma proteína básica com pI de 8,66. A NR desta espécie foi purificada em 4 etapas: cromatografia de troca iônica, precipitação com sulfato de amônio, filtração em gel e cromatografia de afinidade em resina Affigel-blue. A proteína não desnaturada apresenta massa molecular de aproximadamente 420 kDa, e 4 subunidades idênticas de 110 kDa, baseado em SDS-PAGE. A localização intracelular da NR de G. tenuistipitata foi examinada utilizando técnicas de imunofluorescência e \"immuno-gold\" e revelaram que a NR está associada com os cloroplastos.