Biochemical Characterization and Allosteric Modulation by Magnesium of (Na + , K + )-ATPase Activity in the Gills of the Red Mangrove Crab Goniopsis cruentata (Brachyura, Grapsidae).

Autor: Moraes CM; Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Avenida Bandeirantes 3900, Ribeirão Preto, SP, 14040-901, Brazil., Lucena MN; Instituto de Biociências, Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, Campo Grande, MS, Brazil., Garçon DP; Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Iturama, MG, Brazil., Pinto MR; Laboratório de Biopatologia e Biologia Molecular Universidade Uberaba, Uberaba, MG, Brazil., Fabri LM; Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Avenida Bandeirantes 3900, Ribeirão Preto, SP, 14040-901, Brazil., Faleiros RO; Departamento de Ciências Agrárias e Biológicas, Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus, ES, Brazil., Fontes CFL; Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brazil., McNamara JC; Departamento de Biologia, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brazil.; Centro de Biologia Marinha, Universidade de São Paulo, São Sebastião, SP, Brazil., Leone FA; Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Avenida Bandeirantes 3900, Ribeirão Preto, SP, 14040-901, Brazil. fdaleone@ffclrp.usp.br.
Jazyk: angličtina
Zdroj: The Journal of membrane biology [J Membr Biol] 2020 Jun; Vol. 253 (3), pp. 229-245. Date of Electronic Publication: 2020 May 22.
DOI: 10.1007/s00232-020-00120-7
Abstrakt: We provide a kinetic characterization of (Na + , K + )-ATPase activity in a posterior gill microsomal fraction from the grapsid crab Goniopsis cruentata. (Na + , K + )-ATPase activity constitutes 95% of total ATPase activity, and sucrose density centrifugation reveals an ATPase activity peak between 25 and 35% sucrose, distributed into two, partially separated protein fractions. The (Na + , K + )-ATPase α-subunit is localized throughout the ionocyte cytoplasm and has an M r of ≈ 10 kDa and hydrolyzes ATP obeying cooperative kinetics. Low (V M  = 186.0 ± 9.3 nmol Pi min -1 mg -1 protein and K 0.5  = 0.085 ± 0.004 mmol L -1 ) and high (V M  = 153.4 ± 7.7 nmol Pi min -1 mg -1 protein and K 0.5  = 0.013 ± 0.0006 mmol L -1 ) affinity ATP binding sites were characterized. At low ATP concentrations, excess Mg 2+ stimulates the enzyme, triggering exposure of a high-affinity binding site that accounts for 50% of (Na + , K + )-ATPase activity. Stimulation by Mg 2+ (V M  = 425.9 ± 25.5 nmol Pi min -1  mg -1 protein, K 0.5  = 0.16 ± 0.01 mmol L -1 ), K + (V M  = 485.3 ± 24.3 nmol Pi min -1 mg -1 protein, K 0.5  = 0.9 ± 0.05 mmol L -1 ), Na + (V M  = 425.0 ± 23.4 nmol Pi min -1  mg -1 protein, K 0.5  = 5.1 ± 0.3 mmol L -1 ) and NH 4 + (V M  = 497.9 ± 24.9 nmol Pi min -1 mg -1 protein, K 0.5  = 9.7 ± 0.5 mmol L -1 ) obeys cooperative kinetics. Ouabain inhibits up to 95% of ATPase activity with K I  = 196.6 ± 9.8 µmol L -1 . This first kinetic characterization of the gill (Na + , K + )-ATPase in Goniopsis cruentata enables better comprehension of the biochemical underpinnings of osmoregulatory ability in this semi-terrestrial mangrove crab.
Databáze: MEDLINE
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