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Caracterização bioquímica e cinética de lipoxigenases de folhas de soja submetidas à remoção dos primórdios florais

Biochemical and kinetic characterization of lipoxygenases from soybean leaves submitted to the removal of floral primordial

Resumos

O uso da soja [Glycine max (L.) Merrill] na alimentação humana tem encontrado dificuldades devido ao seu sabor característico (beany flavor), que é derivado da ação das lipoxigenases (EC 1.13.11.12). Ao contrário das lipoxigenases de sementes de soja, que têm sido extensivamente estudadas, a diversidade e características das lipoxigenases de folhas não estão totalmente elucidadas. Sabe-se que além de sua atividade catalítica, as lipoxigenases de folhas estão envolvidas no armazenamento temporário de nitrogênio e na resposta da planta ao estresse. Com o objetivo de investigar o efeito da remoção dos primórdios florais na atividade das lipoxigenases de folhas de soja, foram utilizados dois genótipos de soja: IAC-100, uma variedade com presença de lipoxigenases na semente e IAC-100 TN, uma linhagem com ausência completa de lipoxigenases na semente. Por meio de dados da cinética enzimática, foram constatados dois picos mais acentuados de atividade em pH 5,0 e 6,5, com temperatura ótima de 25ºC. Para ambos os genótipos, as atividades foram maiores nos tratamentos que nos respectivos controles. Os valores de KM app aos 16 dias, nas plantas-controle, foram semelhantes para os dois genótipos, sugerindo não haver influência da manipulação genética das lipoxigenases na semente em relação à expressão dos genes que codificam as lipoxigenases de folhas. No entanto, os valores de KM app foram diferentes entre a fase vegetativa e a reprodutiva, em ambos genótipos, indicando pools distintos de isoenzimas lipoxigenases entre as duas fases.

Folhas de soja; lipoxigenase; parâmetros cinéticos; proteína vegetativa; estresse; Glycine max


The use of soybean [Glycine max (L.) Merrill] as human food has been encountered difficulties due to beany flavor. The beany flavour is originated from lipoxygenases (EC 1.13.11.12). Soybean seed lipoxygenases have been extensively studied, however, the diversity and characteristics of lipoxygenases present in leaves are still being studied. Besides its catalytic activity, lipoxygenases from soybean leaves have been implicated in temporary nitrogen storage and response to stress. The primary objective of this research was to investigate the effect of floral primordial elimination (sink deprivation) on soybean leaves lipoxygenases activity. Two different genotypes differing in the presence (IAC-100) or absence (IAC-100 TN) of LOX in their seeds were used. The enzymatic kinetics analysis showed two pronounced peaks of activity at pH 5 and 6.5, with optimal temperature of 25ºC. The KM app values were similar for both genotypes suggesting that there was not effect of genetic manipulation of seeds lipoxygenases on genes expression that code for leave lipoxygenases. However, the KM app values were different between the vegetative and reproductive development stage, suggesting that there are differents pool of lipoxygenases between the two stages.

soybean leaves; lipoxygenases; kinetic parameters; vegetative protein; stress; Glycine max


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Caracterização bioquímica e cinética de lipoxigenases de folhas de soja submetidas à remoção dos primórdios florais

Biochemical and kinetic characterization of lipoxygenases from soybean leaves submitted to the removal of floral primordial

Cristiano César de Araújo FerreiraI, Maria Goreti de Almeida OliveiraII; Christiano Vieira PiresIII; Joel Antônio de OliveiraIV; Anderson Martins PilonIII; Fabrício Tadeu de AlmeidaV; Maria Helena Nasser BrumanoVI; Maurilio Alves MoreiraII

IPós-Graduado em Agroquímica, DBB/BIOAGRO/UFV, 36571-000 – Viçosa, MG

IIProfessor do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular/BIOAGRO, UFV, E-mail: malmeida@mail.ufv.br

IIIPós-Graduando do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, UFV

IVProfessor do Departamento de Química, UFV

VEstudante de Iniciação Científica, Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, UFV

VIPesquisadora do Laboratório de Enzimologia, BIOAGRO/UFV

RESUMO

O uso da soja [Glycine max (L.) Merrill] na alimentação humana tem encontrado dificuldades devido ao seu sabor característico (beany flavor), que é derivado da ação das lipoxigenases (EC 1.13.11.12). Ao contrário das lipoxigenases de sementes de soja, que têm sido extensivamente estudadas, a diversidade e características das lipoxigenases de folhas não estão totalmente elucidadas. Sabe-se que além de sua atividade catalítica, as lipoxigenases de folhas estão envolvidas no armazenamento temporário de nitrogênio e na resposta da planta ao estresse. Com o objetivo de investigar o efeito da remoção dos primórdios florais na atividade das lipoxigenases de folhas de soja, foram utilizados dois genótipos de soja: IAC-100, uma variedade com presença de lipoxigenases na semente e IAC-100 TN, uma linhagem com ausência completa de lipoxigenases na semente. Por meio de dados da cinética enzimática, foram constatados dois picos mais acentuados de atividade em pH 5,0 e 6,5, com temperatura ótima de 25ºC. Para ambos os genótipos, as atividades foram maiores nos tratamentos que nos respectivos controles. Os valores de KM app aos 16 dias, nas plantas-controle, foram semelhantes para os dois genótipos, sugerindo não haver influência da manipulação genética das lipoxigenases na semente em relação à expressão dos genes que codificam as lipoxigenases de folhas. No entanto, os valores de KM app foram diferentes entre a fase vegetativa e a reprodutiva, em ambos genótipos, indicando pools distintos de isoenzimas lipoxigenases entre as duas fases.

Termos para indexação: Folhas de soja, lipoxigenase, parâmetros cinéticos, proteína vegetativa, estresse, Glycine max.

ABSTRACT

The use of soybean [Glycine max (L.) Merrill] as human food has been encountered difficulties due to beany flavor. The beany flavour is originated from lipoxygenases (EC 1.13.11.12). Soybean seed lipoxygenases have been extensively studied, however, the diversity and characteristics of lipoxygenases present in leaves are still being studied. Besides its catalytic activity, lipoxygenases from soybean leaves have been implicated in temporary nitrogen storage and response to stress. The primary objective of this research was to investigate the effect of floral primordial elimination (sink deprivation) on soybean leaves lipoxygenases activity. Two different genotypes differing in the presence (IAC-100) or absence (IAC-100 TN) of LOX in their seeds were used. The enzymatic kinetics analysis showed two pronounced peaks of activity at pH 5 and 6.5, with optimal temperature of 25ºC. The KM app values were similar for both genotypes suggesting that there was not effect of genetic manipulation of seeds lipoxygenases on genes expression that code for leave lipoxygenases. However, the KM app values were different between the vegetative and reproductive development stage, suggesting that there are differents pool of lipoxygenases between the two stages.

Index terms: soybean leaves, lipoxygenases, kinetic parameters, vegetative protein, stress, Glycine max.

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(Recebido para publicação em 18 de novembro de 2002 e aprovado em 25 de dezembro de 2002)

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    22 Out 2010
  • Data do Fascículo
    Abr 2004

Histórico

  • Aceito
    25 Dez 2002
  • Recebido
    18 Nov 2002
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